3 - LAS DISOLUCIONES - problemas y apuntes de quimica ...

QUÍMICA GENERAL

3 - LAS DISOLUCIONES

PROBLEMAS RESUELTOS

Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero([email protected])

2020

El archivo es navegable. Pinchando sobre el enunciado de un problema concreto, nos lleva directamente a la

página en la que se encuentra su solución.

La complejidad de los mismos, así como los niveles a los que se correspondes son:

(*): Problemas de iniciación o baja dificultad. Generalmente de aplicación directa de las fórmulas o conceptos.

Nivel 4º ESO - Bachillerato - Química curso acceso a la Universidad

(**): Problemas de dificultad media, ya sea porque exigen de varios cálculos previos o posteriores a la aplicación

de la fórmula o concepto central o por tener que relacionar varios de ellos.

Nivel Bachillerato - Química curso acceso a la Universidad - Química de 1º curso

(***): Problemas más complejos, que exigen conocimientos más profundos de Química o con numerosos cálculos o

aplicación de muchos conceptos.

Nivel Química de 1º curso

Obviamente la apreciación de los niveles para los que se aconsejan es una apreciación subjetiva, ya que

dependiendo del curso, exigencias de la asignatura o base química que se tenga, pueden adecuarse a otros niveles.

Los distintos apartados en que se divide son:

- LAS DISOLUCIONES: CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS

AGRUPACIÓN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS: (Algunos de ellos se podrían incluir en varios grupos)

Grupo A - CÁLCULO DIRECTO DE CONCENTRACIONESGrupo B - PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRASGrupo C - MEZCLAS DE DISOLUCIONESGrupo D - PROPIEDADES COLIGATIVASGrupo E - DISOLUCIONES LÍQUIDO-LÍQUIDOGrupo F - DISOLUCIONES + ESTEQUIOMETRÍA

mailto:[email protected]

PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL LAS DISOLUCIONES - 2 de 116


LAS DISOLUCIONES: Conceptos teóricos

CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS

Una disolución es una mezcla homogénea. Está compuesta por un disolvente (uno solo, que suele ser el

componente mayoritario o el que se encuentra en el mismo estado físico que la disolución, aunque si uno de los

componentes es el agua, se suele tomar siempre como disolvente) y soluto (uno o varios)

EXPRESIONES DE LA CONCENTRACIÓN:

UNIDADES FÍSICAS:

g/l : Gramos de soluto que hay en 1 litro de disolución

% en peso: Gramos de soluto que hay en 100 gramos de disolución

% en volumen: ml de soluto que hay en 100 ml de disolución

p.p.m. (Partes por millón) partes de soluto que hay en un millón de partes de disolución. Suele referirse

generalmente a masas: mg de soluto que hay en un millón de mg (1 Kg) de disolución

UNIDADES QUÍMICAS:

Molaridad: Nº de moles de soluto que hay or cada litro de disolución: M =

Normalidad: Nº de equivalentes químicos de soluto que hay or cada litro de disolución,

N = ; (N = M.v) ; Equivalente químico o peso equivalente = ,

siendo : v la valencia

Valencia en las reacciones ácido-base: - Ácidos: v = Nº de H sustituibles

- Bases: v = Nº de OH sustituibles

- Sales: v = Nº de H sustituidos

Valencia en reacciones redox: Nº de electrones intercambiados

molalidad: Nº de moles de soluto que hay por cada Kg de disolvente: m =

Fracción molar: Cociente entre el nº de moles de soluto y el nº total de moles:

SOLUTOX =

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Son aquellas cuyo valor depende exclusivamente de la cantidad de soluto (nº de moles) disuelta, no de su

naturaleza. Son aplicables a los solutos no salinos o no electrolitos (aquellos que al disolverse no se disocian). Se

aplican a las disoluciones ideales (aquellas en las cuales se cumple que las partículas de soluto son perfectamente

elásticas, no existen fuerzas atractivas entre ellas y su volumen es despreciable frente al del disolvente). Son cuatro:

Variación de la presión de vapor de una disolución: Cualquier sustancia líquida o gaseosa siempre se encuentra

en equilibrio con una fase gaseosa, la cual como gas que es, ejerce una presión.

Presión de vapor: es la presión que ejerce la fase gaseosa de una sustancia que se encuentra en contacto con su

fase sólida o líquida. Depende exclusivamente de la temperatura.

Temperatura de ebullición: es aquella temperatura a la cual la presión de vapor de un sólido o un líquido iguala a

la presión exterior. En recipientes abiertos es 1 atm (si la presión exterior lo es) pero si el recipiente está

cerrado, será la presión del recipiente

LEYES DE RAOULT: La presión de vapor de una disolución (Pv) formada por un disolvente volátil y un soluto no

volátil es igual al producto de la presión de vapor del disolvente puro (Pºv) por la fracción molar del disolvente

dvte(Xdv): Pv = pº.X

CRIOSCOPÍA: Es el descenso de la temperatura de congelación de un disolvente al disolver en él un soluto no volátil.

EBULLOSCOPÍA: Es el aumento de la temperatura de ebullición de un disolvente al disolver en él un soluto no volátil.


En ambos casos, las variaciones son proporcionales a la molalidad de la disolución, y la constante de

proporcionalidad (Constante crioscópica o ebulloscópica ) depende exclusivamente del disolvente:

CRIOSCOPICA; Para el agua: K = - 1,86 ºC/Mol

EBULLOSCOPIA K = + 0,52 ºC/Mol

PRESIÓN OSMÓTICA ( A ): La ósmosis es el paso de las partículas del disolvente a través de una membrana

semipermeable que separa dos disoluciones de diferente concentración. La presión osmótica es la diferencia entre

las presiones que ejerce dos disoluciones de concentraciones diferentes sobre la membrana semipermeable que

SOLUTOlas separa. Ecuación de Van’t Hoff: A.V = n .R.T ; A = M .R.T ;

PROPIEDADES COLIGATIVAS Y ELECTROLITOS: Las propiedades coligativas pueden aplicarse a los solutos

electrolitos o salinos (aquellos que al disolverse se disocian) los cuales al disociarse originan un número mayor de

partículas por lo que se les aplica un factor de corrección: el Factor de Van’t Hoff que viene dado por la relación: .

E l valor de i es 1 para solutos ideales y

m ayor de 1 para solutos que sean

e lectrolitos.

dvtePresión de vapor: Pv = i.pº.X ; Crioscopía y Ebulloscopía:

Presión osmótica : A = i.M .R.T ;

DISOLUCIONES DE LÍQUIDOS MISCIBLES: Si cumplen las condiciones de idealidad, les son aplicables las

leyes de Raoult para las disoluciones y de Dalton para las mezclas de gases, aplicándoselas a cada uno de los

componentes

ARAOULT: La presión de vapor de un componente de la disolución (Pv ) es igual al producto de su presión de vapor

A A A A Apuro (Pº ) por su fracción molar en la disolución (X ): Pv = P º.X DALTON: La presión de vapor total es igual a la suma de las presiones de vapor de todos los componentes: P

TOTAL A B = P + P a La presión parcial de cada componente en la fase de vapor (P ) es igual al producto de la presión total

A TOTAL A TOTAL) A (P por su fracción molar en la fase de vapor (Y ): Pv = P .Y

Obviamente la presión de vapor obtenida con la ley de Raoult a partir de los datos de la disolución (fase

A A Alíquida: Pv = P º.X ) es la misma que se obtiene con la ley de Dalton a partir de los datos de la fase de vapor

A TOTAL A(fase gaseosa: Pv = P .Y ), lo cual nos permite relacionar las composiciones en ambas fases.

DISOLUCIONES DE LÍQUIDOS INMISCIBLES: LEY DE DISTRIBUCIÓN O REPARTO: Cuando se

añade una sustancia soluble a un sistema formado por dos líquidos no miscibles, éste se distribuye entre ambos

de distinta manera. La relación entre las concentraciones en ambos líquidos es el coeficiente de distribución o

reparto, y es igual también a la relación entre su solubilidad en ambos disolventes.:

DISOLUCIONES DE GASES EN LÍQUIDOS: LEY DE HENRY : Es aplicable con bastante precisión a

todos los gases excepto a aquellos que al disolverse se disocian o bien se combinan químicamente con el

disolvente.

Se enuncia así: “A temperatura constante y en equilibrio, la presión parcial de uno de los componentes de una

disolución en la fase gaseosa es proporcional a su concentración en la disolución (esta ley es análoga a la de

Raoult)” o lo que es lo mismo: “La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión

parcial del gas sobre la disolución”: C = K.P, siendo: C: la concentración del gas en la disolución, P: su presión

parcial y K la constante de la Ley de Henry.

La solubilidad de los gases, además de con las expresiones normales suele expresarse como:

Coeficiente de absorción: es el volumen del gas, medido en C.N., que se disuelve en la unidad de volumen a esa

temperatura cuando la presión parcial del gas es de 1 atm.

Coeficiente de solubilidad: Es el volumen de gas, medido en las condiciones experimentales, disuelto en la unidad

de volumen del disolvente.


ENUNCIADOS DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE DISOLUCIONES

Grupo A - CÁLCULO DE CONCENTRACIONES

A-01(*) - Determinar la concentración de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos de dicho

ácido en 750 ml de agua, si su densidad es de 1,018 Kg/l

A-02(*) - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido clorhídrico del 18,43%

en peso y densidad 1,130 g/ml

A-03(*) - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico 6 molal y

densidad 1,15 g/ml

A-04(*) - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de hidróxido de sodio 5,64 Molar

y densidad 1,19 g/ml

A-05(*) - Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g.

en 5 litros disolución

A-06(*) - Calcular la concentración molar de un litro de agua pura que está a la temperatura de 4ºC y a una presión

de 760 mm de mercurio.

A-07 (*)- Calcular los gramos de sulfato de aluminio con 18 moléculas de agua de cristalización, necesarios para

preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg. de ión aluminio por mililitro.

A-08 (*)- Calcular el peso de sulfato de aluminio, cristalizado con 18 moléculas de agua, necesario para preparar

50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg de ión aluminio por mL.

A-09 (*)- Calcular todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico del 36,7% en peso y

densidad 1,225 g/ml .

A-10(*) - Calcular la concentración de una disolución de hidróxido de sodio que contiene 18,5 g en 500 ml de

disolución, si su densidad es 1,02 g/ml. Expresarla como MOLARIDAD y MOLALIDAD. Dibuje y nombre el

material de laboratorio que necesita para preparar esta disolución.

A-11(*) - ¿Cuantos gramos de sulfato de sodio se necesitan para preparar 250 ml de una disolución 0,500 Molar?

A-12 (*)- Calcular la concentración como g/litro, Molaridad, molalidad y fracción molar de una disolución de ácido

sulfúrico del 7,7% y d= 1,05 g/ml

3 ( aq )A-13 (*)- El amoniaco que normalmente se utiliza en los laboratorios es NH de concentración 14.8 Molar y con

una densidad de 0,8980 g/mL Calcular las cantidades de amoniaco y agua que habrá en 1 litro de disolución así

como sus fracciones molares. (Datos: Masas atómicas: N= 141 H=1,01 1 0=16,0)

A-14 (*)- Deducir el valor de la fracción molar de una disolución acuosa que es 1,5 molal

A-15 (*)- Se disuelven 0,005 kg de CIH en 0,035 kg de agua. Sabiendo que la densidad de la disolución es de

1,060 kg/L y las masas atómicas del cloro e hidrógeno son respectivamente 35,5 y 1 . Calcule todas las

expresiones de la concentración de esta disolución.

A-16 (*)- Hallar los gramos de ácido sulfúrico contenidos en 46 mL de una disolución 1/6 N

A-17 (*)- Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g.

en 5 litros disolución

A-18 (*)- Calcular todas las demás expresiones de la concentración de una disolución de Ác. clorhídrico del 6% en

peso y d= 1,03 Kg/litro

A-19 (*)- Expresar la concentración del agua del mar en g/l, % en peso y molaridad, sabiendo que de 2 Kg de agua

salada se han obtenido 50 g de sal (cloruro de sodio).


A-20 (*)- ¿Cual será la concentración expresada en g/l y % en peso, de una disolución 0,25 Molar de cloruro de

calcio? ¿Qué cantidad de soluto se necesitará para preparar 750 ml de la misma?

3 ( aq ) A-21 (**)- Evaporamos hasta sequedad 300 mL de una disolución de la sal NaClO . Si se continúa calentando,

( s ) 2 ( g ) la sal seca se descompone químicamente en NaCl y O , obteniéndose 2,24 litros de oxígeno medidos a

27ºC y 1 Atm. Calcular cuál era la concentración de la disolución de partida.

A-22(*) - Calcular la MOLARIDAD, molalidad y fracción molar de una disolución de ácido sulfúrico del 16% en peso

y una densidad de 1,12 g/cm . 3

A-23 (*)- Calcular la concentración como molalidad, fracción molar y % en peso de una disolución de ácido

clorhídrico 2 MOLAR y d = 1,05 g/ml.. Datos: Pesos atómicos: Cl = 35,5 ; H = 1,0

2 4A-24(*) - ¿Cual es la molaridad de una disolución que contiene 49 g de H SO en 2,0 litros de disolución?. El

2 4peso molecular del H SO es 98.

A-25 (*)- Calcular la molaridad, M, de una disolución que contiene 3,65 g de HCl en 2,00 litros de disolución.(H=1; Cl=35,5).

A-26 (*) - Una disolución 0,650 M de ácido sulfúrico en agua tiene una densidad de 1,036 g/ml a 20 ºC. Calcule laconcentración de esta disolución expresada en:a) Fracción molar.b) Tanto por ciento en peso.c) Molalidad.

6 12 6 A-27 (*)- Se administra a un paciente por vía intravenosa 0,50 L de una disolución de glucosa (C H O ) 1,0 M.¿Cuántos gramos de glucosa ha recibido el paciente? (Datos: C = 12, 0=16,H=1)

A-28 (**) - Se prepara una disolución disolviendo 43,8 g de cloruro de calcio hexahidratado en 103,4 mL de agua,con lo que se obtiene una disolución de 1,178 g/mL de densidad. Calcule la concentración de iones cloruro enesta disolución. ¿Cual será esta concentración después de añadir 75 mL de agua destilada a la disoluciónanterior? (Considérense los volúmenes aditivos)

A-29 (*)- La densidad de una disolución acuosa de cloruro de sodio es 1,18 g/mL. Sabiendo que se toman 52,6 g

de esta disolución y se deja evaporar el agua, quedando un residuo sólido y seco que pesa 12,4 g, Calcule:

Molaridad, Molalidad y % en peso de la disolución inicial.

3A-30 (**)- Una disolución de ácido acético, CH COOH, tiene un 10 % en peso de riqueza y una densidad de 1,05

g/mL. Calcular: a) La molaridad de la disolución, b) la molaridad de la disolución preparada, llevando 25 mL de

la disolución anterior a un volumen final de 250 mL, mediante la adición de agua destilada. (Datos: Masas

atómicas: H= 1, C= 12, O= 16).

A-31(*) - La concentración de monóxido de carbono, que es un gas venenoso, en el humo de un cigarrillo es de

20.000 p.p.m (partes por millón) en volumen. Calcular el volumen de este gas que hay en 1 litro del humo

procedente de la combustión de un cigarrillo

2 4A-32(*) - Se desea preparar 0,2500 L (250,0 mL) de una disolución acuosa de K CrO 0,250 M ¿Qué masa de

2 4K CrO se debe utilizar. (DATOS: Pesos atómicos: K=39,10 ; Cr=52 ; O=16)

A-33 (*) - Una disolución de ácido sulfúrico tiene una concentración del 10% en peso y una densidad de 1,05 g/cm 3

. Calcular: a) la molaridad, b) la molalidad y c) la normalidad. (S = 32,06, 0 = 16, H = 1).

A-34 (*) - El análisis de un agua industrial contaminada indica que tiene 0,082 g/l de Cd . Calcule su molaridad y 2 +

su molalidad

Datos: Masa atómica del Cd = 112,41 g/mol

A-35 (*) - Calcule todas las expresiones de la concentración (g/L, % y Molaridad) de una disolución de ÁCIDO

NÍTRICO sabiendo que contiene 1,26 g de soluto en 100 mL de disolución


Grupo B - PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS

B-01 (*)- Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene 42,8 g.

en 5 litros disolución. ¿Qué cantidad de la misma se necesita para preparar 500 ml de una disolución 0,02 M?

B-02 (*)- Se desea preparar 250 cc de una disolución 0,29 molar de ácido clorhídrico y para ello se dispone de

agua destilada y de un reactivo comercial de tal ácido, cuya etiqueta, entre otros, contiene los siguientes datos:

HCI densidad 1,184 g/mL y 37,5 % en peso . a) ¿Cuántos mililitros del reactivo comercial se necesitarán para

preparar la citada disolución? b) Explique cómo actuará para preparar la disolución pedida y el material

utilizado.

B-03 (*)- Se tienen 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm y del 32% de riqueza en3

peso, a) ¿Cual es su Molaridad? B) Si partiendo de dicha cantidad se desea preparar una disolución 1M de

dicho ácido. ¿Qué volumen de agua destilada será preciso añadir?

B-04 (*)- Disponemos de ácido clorhídrico comercial (densidad = 1,2 g/cm y riqueza 36 % en peso) Calcular su3

Molaridad y molalidad.. A partir de esta disolución, deseamos preparar 500 cm de una disolución de ácido3

clorhídrico 0,1 M. ¿qué volumen de la disolución inicial hemos de tomar?

B-05 (*)- Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso necesario

para preparar 5 litros de disolución de concentración 2M.

B-06 (*)- ¿Que cantidad de ácido clorhídrico con una densidad de 1,19 g/mL y un 31,6% de riqueza en peso se

necesita para preparar dos litros de disolución 1 Normal?

B-07 (**)- Se disuelven 20,0 g de cloruro de calcio en agua hasta completar medio litro de disolución. Calcular su

Molaridad. Se cogen 50 ml de la disolución anterior y se le añade más agua hasta completar 200 ml. ¿Cual

será la Molaridad de la nueva disolución?

B-08 (*)- Se tiene 1 litro de ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,827 g/ml y d= 92,77% de riqueza en peso.

Calcular: a) El volumen de agua que hay que añadir a dicho volumen de ácido concentrado para preparar una

disolución que contenga 0,1 gramo de ácido puro por ml de disolución. B) La molaridad de la disolución

obtenida.

B-09 (*)- La etiqueta de un ácido sulfúrico concentrado indica que la densidad del ácido es 1,84 g/ml. Sabiendo

que tiene una riqueza en ácido sulfúrico del 98,0% en peso, calcular:

a) Su molaridad y su fracción molar

b) La cantidad de agua que será necesario añadir a 100 ml de dicho ácido para obtener un ácido 10 molar.

Considerando los volúmenes aditivos, ¿Qué volumen de ácido se obtiene?

B-10 (*)- Se toman 50 ml de un ácido nítrico del 30% en peso y densidad 1,18 g/ml y se ponen en un matraz

aforado de 500 ml, añadiéndole después agua hasta llenarlo. Calcule la concentración de la disolución

resultante, expresándola como Molaridad, molalidad y % en peso. DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0

O = 16,0

B-11(*) - La etiqueta de una botella de ácido nítrico señala como datos del mismo: densidad 1,40 Kg/L y riqueza

65% en peso, además de señalar las características de peligrosidad. A) ¿Qué volumen de la misma se

necesitará para preparar 250 ml de una disolución 0,5 Molar B) Explique el procedimiento seguido en el

laboratorio y dibuje y nombre el material necesario para su preparación.

B-12(*) - Si se parte de un ácido nítrico del 68% en peso y densidad 1,52 g/ml , Calcular: a) ¿Qué volumen debe

utilizarse para obtener 100 ml de un ácido nítrico del 55% en peso y densidad 1,43 g/ml. B) ¿Cómo lo

prepararía en el laboratorio?

B-13 (*)- El volumen de una disolución de HCI del 70% en peso y densidad 1,42 g/mL que sería necesario para

preparar 300 mL de una disolución de HCI del 20% en peso y densidad 1,20 g/mL ; b) La molaridad y fracción

molar de la segunda disolución. Datos: Masas atómicas H = 1,0 ; CI = 35,5 ; 0 = 16,0

B-14 (*)- Se dispone de una disolución acuosa de ácido sulfúrico del 98% de riqueza en peso y densidad 1,84

g/mL. ¿Qué volumen de esta disolución se necesita para preparar 0,5 Iitros de otra disolución de ácido sulfúrico

0,3 M? Datos: Masas atómicas: H = 1; O =16; S=32

B-15(*) - Partiendo de 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm y del 32% de riqueza en3


peso, se desea preparar una disolución 2N de dicho ácido. ¿Qué volumen de agua destilada será preciso

añadir? Datos: Masas atómicas: O = 16,00. H = 1,00. S = 32,00. Considerense los volúmenes aditivos.

B-16 (*)- Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso necesario

para preparar 5 litros de disolución de concentración 2N.

B-17 (*)- Se tiene una disolución de ácido sulfúrico de riqueza del 98% en peso y densidad 1,84 g.cm . - 3

A) Calcule la molalidad del citado ácido

B) Calcule el volumen de ácido sulfúrico necesario para preparar 100 cm de disolución del 20% y densidad 3

1,14 g.cm . - 3

B-18(*) - Se disuelven 54,9 g de hidróxido de potasio en la cantidad de agua precisa para obtener 500 mL de

disolución. Calcule:

a) La molaridad de la disolución.

b) El volumen de disolución de hidróxido de potasio necesario para preparar 300 mL de disolución 0,1 M.

c) Indique el material de laboratorio que utilizaría y qué haría para preparar la disolución inicial.

B-19 (*)- En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36% en masa de HCl,

densidad 1,18 g/cm . Calcule: 3

a) La molaridad, molalidad y la fracción molar del ácido.

b) El volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de disolución 2 M.

c) Detalle como llevaría a cabo el apartado b) y el material a emplear necesario para dicho fin.

B-20 (*)- Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra disolución

de ácido sulfúrico de densidad 1,40 g/mL y del 50,50% de riqueza. El volumen de la disolución resultante

resultó ser de 154 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución resultante

DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; O = 16,0 ; S = 32,0

B-21(*) - Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra disolución

de ácido sulfúrico de densidad 1,84 g/mL y del 97% de riqueza. El volumen de la disolución resultante resultó

ser de 150 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución resultante.


2 4 B-22 (*)- ¿Hasta qué volumen hay que diluir 250 mL de H SO 0,15 M para obtener una disolución 0,025 M?

(Pesos atómicos: H = 1, O = 16, S = 32).

B-23(*) - Un ácido clorhídrico comercial contiene un 37% en peso de ácido clorhídrico y una densidad de 1,19 g/cc.

¿Qué cantidad de agua se debe añadir a 20 mL de este ácido para que la disolución resultante sea 0,1 M?.

(Masas atómicas: H = 1, Cl = 35,5).

3 4 B-24 (*)- Se desea preparar 10,0 L de ácido fosfórico, H PO , 2,00 M.

a) Determínese el volumen de ácido fosfórico de densidad 1,53 g/mL y 80% en peso que debe tomarse.

3 4 b) Considere si la proposición siguiente es cierta: “La fracción molar de H PO depende de la temperatura".

B-25 (*)- Se dispone de 100 ml de una disolución de ácido clorhídrico 0,5 M y se desea preparar 100 mI de otra

disolución del mismo ácido pero de concentración 0,05 M.

a) ¿Cómo se procedería?

b) Señale y dibuje el material más adecuado para hacerlo en el laboratorio.

B-26 (*) - Se dispone de una disolución de ácido nítrico del 70% y d= 1,42 g/mL. Calcule su Molaridad y su fracción

Molar. ¿Cuantos gramos de la misma se necesitarán para preparar 300 mL de una disolución 2,5 Molar de

dicho ácido?

B-27 (*)- Se dispone de una botella de ácido sulfúrico cuya etiqueta aporta los siguientes datos: densidad 1,84 g/cc

y riqueza en peso 96 %.

a) Calcule e indique cómo prepararía 100 ml de disolución 7 M de dicho ácido. ¿Hay que tomar alguna

precaución especial?

b) Describa y dibuje el material necesario para preparar dicha disolución.

2 4 B-28 (*)- Se quiere preparar una disolución de H SO del 20 % y densidad 1,14 g/cm a partir de una disolución 3

concentrada del 98 % y densidad 1,84 g/cm . 3

a. Determine la molaridad de la disolución concentrada.

2 4 b. Calcule la cantidad, en volumen, de H SO concentrado que hay que tomar para preparar 100 ml de la


disolución diluida.

c. Escriba como procedería en la preparación de la disolución diluida, citando el material de laboratorio que

usaría.


Grupo C - MEZCLAS DE DISOLUCIONES

C-01 (*)- Se mezclan las siguientes cantidades de hidróxido de calcio en un matraz: 0,435 g; 1,55.10 moles;30 ml - 3

de una disolución 0,011 M en esta sustancia; 50 ml de una disolución que contiene 0,61 moles de este

compuesto en 1 litro de disolución. Suponiendo que el volumen final de disolución es de 78 ml y que la

densidad de la disolución final es igual a 1,053 g / ml.

Calcule: a) La molaridad de la disolución resultante.

b) La molalidad de la misma.

C-02 (**) - Se dispone de tres disoluciones de hidróxido de bario de las siguientes características:

A: 1,60 M y d = 1,100 g/ml

B: 2,50 M y d = 1,500 g/ml

C. 28% en peso y d = 1,200 g/ml.

Se toman 200 ml de A, 150 ml de B, 100 ml de C añadiéndole después agua hasta completar 500 ml.

Sabiendo que la disolución resultante tiene una densidad de 1,215 g/ml. Calcule la Molaridad y % en peso de

la disolución resultante.

C-03 (*)- Se mezclan 1L de ácido nítrico de densidad 1,5 g/mL y riqueza del 60% con 0,7 L de ácido nítrico de

densidad 1,2 g/ml- y de 30% de riqueza. Calcular: a) La riqueza del ácido resultante y b) Su concentración

molar. Dato: Densidad del ácido resultante 1,3g/mL.

DATOS: esos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0 ; O = 16,0

C-04 (*)- Se mezcla un litro de ácido nítrico de densidad 1,38 g/mL y 62,7% de riqueza con un litro de otro ácido

nítrico de densidad 1,13 g/mL y 22,38% de riqueza. La densidad de la disolución de ácido nítrico resultante es

de 1,276 g/mL. Hallar: a) La concentración en tanto por ciento de esa disolución final. b) El volumen de la

disolución final. e) Su molaridad. Datos: Masas atómicas: N=14; O=16; H=1.

C-05 (**)- Se mezclan en un recipiente 150 mL de una disolución de cloruro de potasio del 32,14% en peso y

densidad 1,16 g/mL con 100 mL de otra disolución de la misma sal 1,7 Molar cuya densidad es 1,03 g/mL,

añadiéndole después al conjunto 10 g de sal anhidra y finalmente 200 mL de agua, con lo que se obtiene una

disolución de densidad 1,075 g/mL. Calcular la molaridad, mlalidad y fracción molar de la disolución resultante

DATOS: Pesos atómicos: Cl = 35,5 ; K = 39,0

C-06 (*)- La salinidad del agua en una pecera para peces marinos es de 0,08 M en cloruro de sodio. Paracorregirla, se añadieron 2 litros de una disolución 0,52 Molar de cloruro de sodio a los 20 litros del agua quecontenía. Calcule la concentración final de la disolución obtenida en % y Molaridad.

C-07 (*)- Si se mezclan volúmenes iguales de un ácido nítrico 5,2 molal y d = 1,1320 g/mL y de otro 6 Molar dedensidad 1,1519 g/mL, Cual será la concentración de la disolución resultante expresada como Molaridad yMolalidad (Considérense los volúmenes aditivos.

C-08 (**)- Una disolución de hidróxido potásico contiene 22,4 g de la base en 400 cm de disolución. Se toman 3

100 cm de dicha disolución, cuya densidad es 1,01 g/cm a los que se añaden 200 cm de otra disolución 1,2 3 3

M de la misma sustancia, y 100 cm de agua. 3

a) ¿Cuál será la molaridad, molalidad, fracción molar y tanto por ciento en peso de la disolución inicial deKOH?

b) ¿Cuántos gramos de soluto habrá en 20 cm de la nueva disolución, suponiendo que los volúmenes son 3

aditivos?.


Grupo D - PROPIEDADES COLIGATIVAS

D-01 (*)- Se queman 24,8 g de un compuesto orgánico formado por C, H y O, obteniéndose 35,2 g de dióxido de

carbono y 21,6 g de agua. Si se sabe, además, que al disolver 93 g de dicho compuesto en 250 ml de agua el

punto de congelación de ésta desciende hasta los -11,16ºC, Determine las fórmulas empírica y molecular de

dicho compuesto. DATOS: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0 ; O = 16,0 .Constante crioscópica molal del

agua: -1,86 ºC/mol.

2 2D-02 (*)- Una disolución de urea: CO(NH ) , tiene a 0ºC una presión osmótica de 0,16 atm. ¿Cual será su

concentración en gramos/litro?.

6 6 D-03 (*)- Disolvemos 15,0 g de un soluto no volátil en 250 g de benceno puro (C H ), con lo cual se obtiene una

disolución que a 30ºC tiene una presión de vapor de 120,2 mm de Hg. Determinar por este procedimiento la

masa molecular aproximada del soluto. Datos: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0 ; Presión de vapor del

benceno a 30ºC = 121,8 mm de Hg.

D-04 (*)- ¿Cuantos átomos contiene la molécula de fósforo si 2,4 g. de fósforo disueltos en 100 g. de sulfuro de

carbono producen una elevación del punto de ebullición de 0,443 ºC sabiendo que la elevación molar del punto

de ebullición para el sulfuro de carbono es de 2,29ºC?.

D-05 (*)- Una disolución que contiene 4,50 g de una sustancia “no electrolito” disuelta en 125 g de agua congela a -

0,372ºC. Calcular la masa molecular aproximada del soluto.

D-06 (*)- Calcular la presión osmótica de una disolución de ácido fórmico (HCOOH) que contiene 1 g/1 de ácido y

está a 20ºC.

D-07 (*)- Se prepara una mezcla con la misma cantidad en masa de agua y etilenglicol ¿Cuál es la molalidad del

etilenglicol? Masa molar del agua y etilenglicol, 18 y 62,07 g/mol respectivamente.

2 6 2D-08 (*)- El sistema de refrigeración de un automóvil se llena con una disolución acuosa de etilenglicol (C H O ) al

20% en peso. Se pide la temperatura mínima a la cual puede estar expuesto el automóvil sin que se congele la

disolución refrigerante, así cómo la temperatura máxima de funcionamiento sin que dicha disolución comience

a hervir.

DATOS: Constantes crioscópica y ebulloscópica del agua:1,86 ºC/(mol/kg) y 0,52 ºC/(mol/kg)

respectivamente. Pesos atómicos del H; C y O: 1,0; 12,0 y 16,0 g/mol.

D-09 (*)- La combustión de 7,49 g de un compuesto orgánico formado por C, H y O produce 14,96 g de dióxidode carbono y 6,13 g de agua. Para determinar su peso molecular, se disuelven 19,04 g del mismo en 150 gde tetracloruro de carbono, obteniéndose un descenso del punto de congelación de 3,62ºC. Calcular susfórmulas empírica y molecular.

4 DATOS: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0; O = 16,0 . Constante crioscópica molal para el C Cl : Kc = - 5,02ºC/m.

D-10 (*)- Para determinar el peso molecular de la clorofila de una planta se preparó una disolución acuosaconteniendo 5,68 g de clorofila bien seca en 100 ml de disolución y se midió su presión osmótica, que resultóser de 52,9 mm de Hg a 25ºC.- A partir de estos datos calcular el peso molecular de la clorofila.

D-11 (*)- Tenemos cuatro disoluciones constituidas cada una por 0,1 moles de cada una de las siguientessustancias, respectivamente, disueltos en 500 mL de agua: sulfato sódico, cloruro de hidrógeno, ácido acético

3 6 12 6 (CH COOH) y glucosa (C H O )., De todas esas disoluciones, la de punto de congelación más alto será lade Justificar brevemente la respuesta.

D-12 (*)- Calcular la presión osmótica de una disolución 0,01 M en sacarosa, si la temperatura es de 20 /C.

D-13 (**)- El yodo sólido sublima por debajo de 114 ºC. Un trozo de yodo sólido se encuentra en un recipientecerrado en equilibrio con su vapor a una temperatura para la que su presión de vapor es de 30 mm Hg. Deforma repentina y a temperatura constante, el volumen del recipiente se duplica:a) Cuál es la presión en el interior del recipiente una vez producida la variación de volumen.b) Qué cambio ha de ocurrir para que se restablezca el equilibrio.c) Si la temperatura permanece constante durante todo el proceso, cuál será la presión en el interior del

recipiente una vez preestablecido el equilibrio.


10 8 D-14 (*)- La relación entre el descenso en la temperatura de congelación de una disolución de naftaleno (C H )en benceno y el descenso de punto de congelación de otra disolución de una sustancia X en el mismodisolvente y con una relación en peso de soluto/disolvente iguales, es de 1,4. ¿Cual es el peso molecular dela sustancia X? . DATOS: Pesos atómico del C y del H: 12,0 y 1,0 g/mol.

D-15 (*)- Calcular el punto de congelación de una disolución acuosa de un soluto no volátil que tiene unacomposición en peso del 5% si la MM del soluto es 315,78 g/mol. Constante crioscópica el agua 1,86 /Ckg/mol.

2 4 D-16 (*)- Calcular los gramos de K SO que se necesitan disolver en un L de agua para que la disminución de la

6 12 6 presión de vapor producida sea la misma que al disolver 100 g de glucosa (C H O ). Masas atómicas de C, K, S y O; 12, 39,1, 32 y 16 respectivamente.

D-17 (*)- La presión de vapor del agua a 25/ C es 23,76 mm Hg. Calcular la presión de vapor de una disoluciónacuosa formada por 160 g de azúcar (MM= 342,3 g/mol) en 600 mL de agua. Densidad del agua a 25 /C0,997 g/mL.

D-18 (*)- Se disuelven 2 g de una sustancia en 150 g de benceno, obteniéndose una disolución que congela a4,8º C. Calcular la masa molecular de dicha sustancia, sabiendo que el benceno congela a 5,44ºC.

DATO: Constante crioscópica molal del benceno: 5,18ºC/mol.

2 6 2D-19(*) - Al añadir el anticongelante etilenglicol (C H O ) a 1000 mL de agua destilada, la temperatura de

ebullición de esta asciende a 104,5/C. La temperatura de congelación de esa mezcla en ºC será:

ebulliciónDatos: Kp = 1/C/mol; K pf= 1,86 ºC/mol

a) - 4,50

b) - 6,28

c) - 3,9

d) - 0,5


Grupo E - DISOLUCIONES LÍQUIDO-LÍQUIDO

E-01(**) - Un determinado volumen de una disolución equimolecular de dos líquidos A y B que se comporta como

ideal, a una cierta temperatura, se la introduce en un recipiente cerrado. Se sabe que el vapor en equilibrio con

la disolución es tal, que la presión parcial del componente A es 1, 5 veces mayor que la del componente B.

Dicho vapor se lleva a un nuevo recipiente cerrado donde una vez licuado está en equilibrio con un segundo

vapor.

La presión de vapor del líquido A puro, en las condiciones del problema, es de 387 mm de mercurio.

Sabiendo que la temperatura no varia lo largo del proceso, se pide:

a) La presión de vapor del líquido puro B.

b) La presión total del primer vapor producido.

c) Las fracciones molares del segundo vapor.

E-02(**) - Determinar la composición de una solución supuestamente ideal de metanol-propanol que tiene unapresión de vapor de 174 mm Hg. La presión de vapor del metanol y propanol puro a 40 /C, es 303 y 44,6 mmHg respectivamente.


Grupo F: DISOLUCIONES + ESTEQUIOMETRÍA

F-01(**) - Se dispone de una botella de un litro de disolución acuosa de ácido nítrico de composición desconocida

3 y densidad, a 20 /C, igual a 1,36 g/cm . Se toman 5 mL de la disolución de HNO y se diluyen en un matraz3

aforado hasta un litro y la disolución resultante se valora con NaOH 0,1 M.

3 a) Determine la concentración, en % en peso, de la disolución de HNO de la botella si en la valoración de 25cm de la disolución diluida se gastan 15,7 cm de NaOH. 3 3

b) Determine los gramos de NaOH que hay que pesar para preparar 100 cm de disolución 0,1 M y explique 3

cómo procedería en su preparación y el material de laboratorio que utilizaría.


Grupo A - CÁLCULO DE CONCENTRACIONES

A-01 (*) - Determinar la concentración de una disolución de ácido sulfúrico que contiene 14,7 gramos

de dicho ácido en 750 ml de agua, si su densidad es de 1,018 Kg/l

RESOLUCIÓN

Los datos que tenemos corresponden a los gramos de soluto (14,7, que expresados también en moles será:

n = g/Pm = 14,7/98 = 0,15 moles), así como el volumen del disolvente, agua, cuya densidad es 1 g/ml, por lo que

los gramos de disolvente serán también 750 g, mientras que los gramos de disolución serán 14,7 + 750 = 764,7 g

de disolución y así, tendremos

SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN

Masa 14,7 g =0,15 moles + 750 g = 764,7 g

Volumen - - - - 750 ml 0,75218 l

Teniendo en cuenta este dato y la densidad de la disolución, determinamos en volumen de la misma a partir de

la expresión que define la densidad :

Y ya con todos estos datos, podemos calcular ya cualquier expresión de concentración sin más que relacionar

aquellos que nos interesen, así:

- G/LITRO: Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: gramos de soluto (14,7 g) y los litros de

disolución (0,75218 l):

- % EN PESO : los gramos de soluto (14,7 g) y los gramos totales (de disolución = 764,7 g) y así:

- P.P.M : (Aunque esta expresión se usa solamente en disoluciones muy diluidas) se tienen 14700 mg de soluto

en 0,7647 Kg totales:

- MOLARIDAD: Del cuadro anterior, hemos de tomar los datos siguientes: el número de moles de soluto (0,15

moles) que habremos calculado antes dividiendo los gramos de soluto que tengamos entre su peso mole-

cular, y los litros de disolución (0,75218 litros), o bien tomando directamente los gramos de soluto (14,7 g):

- NORMALIDAD: Al tratarse del ácido sulfúrico, cuya molécula tiene dos Hidrógenos por lo que su valencia es 2,

se toman del cuadro las cantidades correspondientes, al igual que en el caso anterior, por lo que nos quedará:


- MOLALIDAD: Para calcularla, hemos de tomar el número de moles de soluto (0,15 moles ) o de gramos (14,7 g)

así como los Kg de disolvente (0,750 Kg), y sustituir en la expresión de la molalidad:

- FRACCIÓN MOLAR: Al igual que en los casos anteriores, se toman del cuadro el número de gramos de soluto

(14,7) o de moles (0,15) y los de disolvente, para luego sustituirlos en la expresión correspondiente.


A-02 (*) - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido clorhídrico

del 18,43% en peso y densidad 1,130 g/ml

RESOLUCIÓN

El primero de los cálculos es siempre la determinación del peso molecular del soluto, en este caso del:

HCl => 1 + 35,5 = 36,5

Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea cantidad

de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro de disolución, dato

que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 208,26 g = 5,70 moles + 921,74 g = 1130 g

Volumen - - - - 921,74 ml 1 litro = 1000 ml

A partir de él, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,13 g/ml), que es:

m = v.d = 1000 . 1,13 = 1130 g

De esta cantidad sabemos que el 18,43% es soluto y así: g soluto = 1130 . 0,1843 = 208,26 g soluto

dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 208,26/36,5 = 5,70 moles

y con estos datos, se calcula la masa del disolvente, que la expresamos en gramos, Kilogramos y moles (en este

caso al dividir los gramos entre 18, que es el peso molecular del agua)

1130 - 208,26 = 921,74 g = 0,92174 Kg = 51,21 moles

finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las ocasiones,

que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma forma

que en el ejemplo anterior.

g/litro = 208,26 / 1 = 208,26 g/litro

% en peso = 208,26 x 100 / 1130 = 18,43 %

- p.p.m. : 208260 mg soluto / 1,13 Kg disolución = 184301 p.p.m

MOLARIDAD: M = 5,70 moles/1 litro = 5,70 MOLAR

NORMALIDAD: N = M x v = 5,70 x 1 = 5,70 Normal

molalidad: m = 5,70 moles soluto/0,92174 Kg disolvente = 6,18 molal

FRACCIÓN MOLAR: X = 5,70 moles soluto / (5,70 + 51,21) = 5,70 / 56,91 = 0,100


A-03 (*) - Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico 6

molal y densidad 1,15 g/ml

RESOLUCIÓN

3 Se determina del peso molecular del soluto, en este caso: HNO => 1+14+3.16 = 63

Para completar esta tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea

cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 kilogramo de

disolvente, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 6 moles = 378 g + 1Kg = 1000 g = 55,55 moles = 1378 g

Volumen - - - - 1000 ml 1,198 litro = 1198,16 ml

A partir de él, determinamos la cantidad de soluto, ya que por la propia definición de molalidad (nº moles de

soluto que hay por cada kilogramo de disolvente) al tener 1 Kg, tendremos 6 moles de soluto, cuya masa será de:

M = 6.63 = 378 g de soluto

y con este dato, determinamos la masa total de disolución, que será la suma de las masas del soluto y del

disolvente: 378 + 1000 = 1378 g de disolución

y a partir de la masa de la disolución calculamos el volumen de la misma con ayuda de la densidad de la

disolución

(1,15 g/ml), que es: v = m/d = 1378/1,15 = 1198,26 ml de disolución

De esta cantidad sabemos que el 18,43% es soluto, por lo que tendremos:

g soluto = 1130 . 0,1843 = 208,26 g soluto

dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 208,26/36,5 = 5,70 moles

Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las

ocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.



g/litro = 378 / 1,198 = 315,53 g/litro

% en peso = 378 x 100 / 1378 = 27,43 %

- p.p.m. : 378000 mg soluto / 1,378 Kg disolución = 274311 p.p.m.

MOLARIDAD: M = 6 moles/1,198 litro = 5,01 MOLAR


molalidad: m = 6 moles soluto / 1 Kg disolvente = 6 molal (Es el dato que se nos da)

FRACCIÓN MOLAR: X = 6 moles soluto / (6 + 55,56) = 6 / 61,56 = 0,097


A-04 (*)- Determinar todas las expresiones de la concentración de una disolución de hidróxido de

sodio 5,64 Molar y densidad 1,19 g/ml

RESOLUCIÓN

Determinamos del peso molecular del soluto, que en este caso es: NaOH => 23 + 16 + 1 = 40


cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro de

disolución, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 5,64 moles = 225,48 g + 964,52 g=0,965 Kg=53,58 moles = 1190 g


A partir de él, determinamos la cantidad de soluto, ya que por la propia definición de molalidad (nº moles de

soluto que hay por cada litro de disolución) al tener 1 litro, tendremos 5, 46 moles de soluto, cuya masa será de:

M = 5,64 . 40 = 225,48 g de soluto

También partiendo del dato inicial, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma

(1,19 g/ml), que es: m = v.d = 1000 . 1,30 = 1190 g

y con este dato, determinamos la masa del soluto, que será la diferencia entre la masa de la disolución y la del

soluto: 1190 - 225,48 = 964,52 g de disolvente

Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las



que en los ejemplos anteriores.

g/litro = 225,48 / 1 = 225,48 g/litro

% en peso = 225,48 x 100 / 1190 = 18,95 %

- p.p.m. : 225480 mg soluto / 1,19 Kg disolución = 189479 p.p.m.

MOLARIDAD: M = 5,64 moles/1 litro = 5,64 MOLAR (Es el dato que se nos facilita)





A-05 (*)- Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que

contiene 42,8 g. en 5 litros disolución

RESOLUCIÓN

Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular o masa molecular

2media es: Ba(OH) = 137,34 + 2.17 = 171,34 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de soluto

que hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es:

Y para calcular la normalidad: Nº de equivalentes-gramo que hay por cada litro de disolución, aplicamos

también la fórmula que nos la da, teniendo en cuenta que la “valencia” del hidróxido de bario es el nº de OH que

contiene, es decir 2, por lo que nos quedará:

Si queremos expresar la concentración en gramos litro, hemos de tener en cuenta que nos dan ambos datos:

42,8 gramos de soluto y 5 litros de disolución, así:


A-06 (*) - Calcular la concentración molar de un litro de agua pura que está a la temperatura de 4ºC y a

una presión de 760 mm de mercurio. ¿Cual es su fracción molar?

RESOLUCIÓN

Si el agua se encuentra a 4ºC, su densidad es 1Kg/litro, por lo que en 1 litro de agua hay 1000 g.

A pesar de no poder considerarse como una verdadera disolución (no se trata de una mezcla y una disoluciónes una mezcla homogénea), vamos a aplicarle la definición de molaridad, teniendo en cuenta que el pesomolecular del agua es 18; así:

La fracción molar viene dada por la expresión: Y dado que solamente tiene un componente,

el agua, el número de moles de ella será también el número total de moles, por lo que la fracción molar es:

X = 1


A-07 (*) - Calcular los gramos de sulfato de aluminio con 18 moléculas de agua de cristalización,

necesarios para preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg. de ión aluminio por

mililitro.

RESOLUCIÓN

La cantidad del ion aluminio que hay en la cantidad a preparar (50 ml) expresada en g y en moles es:

2 4 3 2 En el sulfato de aluminio de que se dispone: Al (SO ) .18 H O vemos que por cada mol del compuesto hay 2

moles de Al, por lo que para tener las 0,074 moles de Al, se necesitarán:

y teniendo en cuenta que su masa molecular es 666,

2 4 3 2 se necesitarán: 0,037 . 666 = 24,64 g de Al (SO ) .18 H O


A-08 (*) - Calcular el peso de sulfato de aluminio, cristalizado con 18 moléculas de agua, necesario

para preparar 50 mL de una disolución acuosa que contenga 40 mg de ión aluminio por mL.

Masas atómicas (g/at-g): N = 14,00 ; 0 = 16,00 ; S = 32,06 ; Al = 27,00 ; K = 39, 10 ; H = 1,00

RESOLUCIÓN:

La cantidad total de ion aluminio en los 50 mL que se han de preparar es:

50 ml . 40 mg/mL = 2000 mg = 2,00 gramos del ion aluminio en los 50 ml de disolución

2 4 3 2 Teniendo en cuenta la fórmula del compuesto: Al (SO ) . 18 H O, podemos deducir que por cada mol deeste compuesto que se disuelva en agua, se formarán dos átomos-gramo ( o ion-gramo si queremos ser másprecisos al nombrarlo).

Si la masa molecular del compuesto es: 2 . 27,00 + 3 . 32,06 + 3 . 4 . 16,00 + 18 . 2 . 1,00 + 18 . 16,00 =666,18 podremos deducir que por cada 666,18 g del compuesto pasarán a la disolución: 2 . 27,00 = 54,00 g delion aluminio. Así:

X = 24,67 g del compuesto son necesarios


A-09 (*)- Calcular todas las expresiones de la concentración de una disolución de ácido nítrico del

36,7% en peso y densidad 1,225 g/ml .

RESOLUCIÓN

3 Se determina el peso molecular del soluto, en este caso es el ácido nítrico: HNO => 1 + 14 + 3 . 16 = 63


de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 100 gramos de disolución,

dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla, de esta forma, los gramos de soluto que tendremos

son 36,7 g ya que se trata de una disolución del 36,7% dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también

3en moles: n = 36,7/63 = 0,582 moles de HNO


Masa 36,7 g = 0,582 moles + 63,3 g = 100 g

Volumen - - - - 63,3 ml 81,63 ml

A partir de él, determinamos el volumen de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,225 g/ml), que

es:



100 - 36,7 = 63,3 g = 0,0633 Kg = 3,517 moles





g/litro = 36,7 / 0,08163 = 449,57 g/litro

% en peso = 36,7 %, que es el dato que nos dan

- p.p.m. :

MOLARIDAD:

molalidad:

FRACCIÓN MOLAR:


A-10 (*)- Calcular la concentración de una disolución de hidróxido de sodio que contiene 18,5 g en 500

ml de disolución, si su densidad es 1,02 g/ml. Expresarla como MOLARIDAD y MOLALIDAD. Dibuje y

nombre el material de laboratorio que necesita para preparar esta disolución.

RESOLUCIÓN:

Se parte de los 500 ml que tenemos de disolución, cuya masa se determina a partir de la densidad de esa

disolución y en ellos hay 18,5 g de soluto Hidróxido de sodio: NaOH, cuyo peso molecular es:

Pm = 23 + 16 + 1 = 40:


MASA (g) 18,5 g + 491,5 g = 510 g

VOLUMEN (ml) 500 ml

y de ahí se deduce la masa de disolvente, que es la diferencia entre la masa total de la disolución (510 g) y la del

soluto (18,5 g)

disolvente = 510 - 18,5 = 491,5 g de disolvente

Con estos datos, podemos determinar ya la concentración de la disolución:

MOLARIDAD:

molalidad

El material de laboratorio que se necesita para preparar la disolución es: Vidrio de reloj para pesar el hidróxido

de sodio, espátula, matraz aforado de 500 ml y embudo cónico para pasar las lentejas de hidróxido de sodio al

matraz arrastrándolas con agua, la cual estará en un frasco lavador. Podremos necesitar también una pipeta

cuentagotas para enrasar el matraz:

Embudo

cónico Espátula

Frasco

lavador Matraz

aforado

Pipeta

cuentago

tas

Vidrio de reloj


A-11 (*)- ¿Cuantos gramos de sulfato de sodio se necesitan para preparar 250 ml de una disolución

0,500 Molar?

RESOLUCIÓN

De acuerdo con la expresión que nos da el valor de la molaridad de una disolución tenemos:


A-12 (*)- Calcular la concentración como g/litro, Molaridad, molalidad y fracción molar de una

disolución de ácido sulfúrico del 7,7% y d= 1,05 g/ml.

RESOLUCIÓN

Determinamos el peso molecular del soluto, en este caso el ácido sulfúrico:

2 4H SO : => 1.2 + 32 . 1 + 16 . 4 = 98,0





Masa 80,85 g = 0,825 moles + 969,15 g = 1050 g



m = v.d = 1000 . 1,05 = 1050 g

De esta cantidad sabemos que el 7,7% es soluto y así: g soluto = 1050 . 0,077 = 80,85 g soluto ác. Sulfúrico,

por lo que la cantidad restanteserá disolvente agua: 1050 - 80,85 = 969,15 g de agua.

Este dato lo colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 80,85/98 = 0,825 moles

Y ya con estos datos, se calcula la masa del disolvente, que la expresamos en gramos, Kilogramos y moles (en

este caso al dividir los gramos entre 18, que es el peso molecular del agua)

1050 - 80,85 = 969,15 g = 0,96915 Kg = 53,84 moles de disolvente agua





g/litro = 80,85 / 1 = 80,85 g/litro





3 ( aq )A-13 (*) - El amoniaco que normalmente se utiliza en los laboratorios es NH de concentración

14.8 Molar y con una densidad de 0,8980 g/mL Calcular las cantidades de amoniaco y agua que habrá en

1 litro de disolución así como sus fracciones molares. (Datos: Masas atómicas: N= 141 H=1,01 1 0=16,0)

RESOLUCIÓN

Si tomamos 1 litro de disolución, su masa la determinamos a partir del valor de la densidad, y la cantidad de

amoniaco (soluto) y de agua, se calcula a partir de la expresión que nos da la Molaridad de una disolución:

m = 898 g de disolución

SOLUTO 3 g = 251,6 g de soluto NH

y así, nos queda:


MASA 251,6 + 646,4 = 898 g

VOLUMEN 1000 mL

donde podemos ver las cantidades que hay en cada litro de disolución:a) de soluto (251,6 g) y b) de disolvente (646,4 g)

La fracción molar la calculamos a partir de estos datos, teniendo en cuenta que el Pm del soluto (amoniaco) es

17 g/mol y el del disolvente (agua) es 18 g/mol:

SOLUTO X = 0,292

DISOLVENTE SOLUTO DISOLVENTE DISOLVENTE Y como X + X = 1 ; X = 1 - 0,292 ; X = 0,708


A-14 (*) - Deducir el valor de la fracción molar de una disolución acuosa que es 1,5 molal

RESOLUCIÓN

Partimos de la definición de la molalidad de una disolución, que es:

molalidad = nº de moles de soluto que hay por cada Kg de disolvente:

Si se trata de una disolución 1,5 molal, quiere decir que tiene 1,5 moles de soluto pos Kg de disolvente.

Así las cantidades de cada uno de los dos componentes, expresadas en moles son:

SOLUTO: 1,5 moles

DISOLVENTE (agua) = 1 Kg ==>

Por tanto, la fracción molar de esta disolución es:

Y al sustituir queda:

SOLUTOpor lo que X = 0,0263


A-15 (*) - Se disuelven 0,005 kg de CIH en 0,035 kg de agua. Sabiendo que la densidad de la

disolución es de 1,060 kg/L y las masas atómicas del cloro e hidrógeno son respectivamente 35,5 y 1 .

Calcule todas las expresiones de la concentración de esta disolución.

RESOLUCIÓN:

Las cantidades correspondientes de soluto, disolvente y disolución son:

Soluto Disolvente Disolución

Masa 5 35 40 g

Volumen ----- 3774 mL

El volumen de la disolución se obtiene a partir de su densidad, que es: 1,060 Kg/L = 1,060 g/mL:

; V = 37,74 mL

Y con todos estos datos, podemos calcular ya todas las expresiones de la concentración:

g/L: ; g/L= 132,48 g/L

% en peso: ; % en peso: 12,5%

Molaridad: ; M = 3,63 Molar

Normalidad: ; N = 3,63 Molar

Molalidad: ; M = 3,91 Molar

Fracción Molar: ; X = 0,066


A-16 (*)- Hallar los gramos de ácido sulfúrico contenidos en 46 mL de una disolución 1/6 N.

RESOLUCIÓN

La Normalidad de una disolución es el número de equivalentes químicos de soluto que hay por cada litro de

2 4disolución. Por lo que, teniendo en cuenta que el ácido sulfúrico: H SO tiene de “valencia” 2 (contiene 2 H), la

expresión de la Normalidad nos quedará:

y de ahí, al sustituir los valores que conocemos, entre los cuales está también la masa molecular o peso molecular

2 4del H SO (2.1,00 + 1.32,00 + 4.16,00 = 98 g/mol) nos quedará:


A-17 (*)- Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que

contiene 42,8 g. en 5 litros disolución

RESOLUCIÓN

Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular o masa molecular

2media es: Ba(OH) = 137,34 + 2.17 = 171,34 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de soluto

que hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es:

Y para calcular la normalidad: Nº de equivalentes-gramo que hay por cada litro de disolución, aplicamos

también la fórmula que nos la da, teniendo en cuenta que la “valencia” del hidróxido de bario es el nº de OH que

contiene, es decir 2, por lo que nos quedará:


A-18 (*)- Calcular todas las demás expresiones de la concentración de una disolución de Ác.

clorhídrico del 6% en peso y d= 1,03 Kg/litro

RESOLUCIÓN

Hemos de realizar varios cálculos previos, el primero de los cuales es siempre la determinación del peso

molecular del soluto, en este caso: HCl => 1 + 35,5 = 36,5





Masa 61,80 g = 1,69 moles + 968,20 g = 1030 g



m = v.d = 1000 . 1,03 = 1030 g de disolución

De esta cantidad sabemos que el 6,00% es soluto y así: g soluto = 1030 . 0,06 = 61,80 g soluto H Cl

dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 61,80/36,5 = 15,69 moles de H Cl



1130 - 61,80 = 968,20 g = 0,96820 Kg = 53,789 moles de agua





g/litro = 61,80 / 1 = 61,80 g/litro

% en peso = = 6%, que es el dato que ya nos daban


MOLARIDAD: M = = 1,69 MOLAR


molalidad: m = = 1,75 molal

FRACCIÓN MOLAR: X = = 0,030


A-19 (*)- Expresar la concentración del agua del mar en g/l, % en peso y molaridad, sabiendo que de 2

Kg de agua salada se han obtenido 50 g de sal (cloruro de sodio).

RESOLUCIÓN


molecular del soluto, en este caso: Na Cl => 23 + 35,5 = 58,5

Para completar la tabla en la que colocamos todos los datos de la disolución, vamos a tomar como referencia

las cantidades que nos dan: 2 Kg de agua salada (Masa de la disolución) y 50 g se sal (masa de soluto. Dado que

no nos ofrecen como dato la densidad de la disolución, vamos a hacer una aproximación: que el volumen total de

la disolución es igual al volumen del disolvente puro, que es agua cuya densidad es 1 g/ml, así tendremos:


Masa 50 g = 0,855 moles + 1950 g = 2000 g

Volumen - - - - 1950 ml - 1,950 litros = 1950 ml

El dato de los 50 g de soluto lo colocamos en la tabla, expresándolo también en moles:

n = 50/58,5 = 0,855 moles de Na Cl



2000 -50 = 1950 g = 1,950 Kg = 108,33 moles de agua

El volumen de disolvente, el cual, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las ocasiones, que coincidirá

numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml, y en este caso, como ya hemos indicado,

vamos a considerar que aproximadamente es el mismo que el volumen total de la disolución.



g/litro = 50 / 1,95 = 25,64 g/litro

% en peso = = 2,5% en peso




FRACCIÓN MOLAR: X = = 0,0078


A-20 (*) - ¿Cual será la concentración expresada en g/l y % en peso, de una disolución 0,25 Molar de

cloruro de calcio? ¿Qué cantidad de soluto se necesitará para preparar 750 ml de la misma?

RESOLUCIÓN

Como en todos los casos determinamos del peso molecular del soluto, que en este caso es el

2 CaCl => 40 + 2.35,5 = 111



disolución, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 0,25 moles = 27,75 g + 1000 g = 1027,75 g

Volumen - - - - 1000 g - 1 litro = 1000 ml

A partir de él, determinamos la cantidad de soluto, ya que por la propia definición de Molaridad (nº moles de

soluto que hay por cada litro de disolución) al tener 1 litro, tendremos 0,25 moles de soluto, cuya masa será de:

M = 0,25 . 111 = 27,75 g de soluto.

Dado que no conocemos la densidad de la disolución y al ser diluida, podemos hacer una aproximación: que el

volumen total de la disolución es el mismo que el volumen del disolvente puro, por lo que tendremos también 1 litro

de disolvente agua, la cual al tener densidad de 1 g/ml, nos indica que tenemos 1000 g de disolvente agua


que en los ejemplos anteriores.

g/litro = 27,75 / 1 = 27,75 g/litro

% en peso = = 2,7 % en peso

Si queremos preparar solamente 750 ml de disolución, la cantidad de soluto necesaria la obtenemos a

partir de la propia expresión de la Molaridad:

M = , donde sabemos que la disolución es 0,25 Molar, el Peso molecular del soluto es

111 y se quieren preparar 750 mL (0,750 L) de disolución, por lo que

0,25 = ; GRAMOS DE SOLUTO = 0,25.111.0,750 = 20,81 g DE SOLUTO SE NECESITAN


3 ( aq ) A-21 (**) - Evaporamos hasta sequedad 300 mL de una disolución de la sal NaClO . Si se continúa

( s ) 2 ( g ) calentando, la sal seca se descompone químicamente en NaCl y O , obteniéndose 2,24 litros de

oxígeno medidos a 27ºC y 1 Atm. Calcular cuál era la concentración de la disolución de partida.

RESOLUCIÓN.

La reacción de descomposición que tiene lugar es:

3 2 3 2 NaClO —> Na Cl + O , la cual, una vez ajustada: 2.NaClO —> 2.Na Cl + 3.O

La cantidad de oxígeno, expresada en moles, se determina a partir de la ecuación general de los gases

2ideales: P.V = n.R.T ===> 1.2,24 = n.0,082.300 ; n = 0,091 moles de O

3Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción de descomposición del NaClO ,

3 2 2.NaClO —> 2.Na Cl + 3.O

3X = = 0,061 moles de NaClO2 moles 2 moles 3 moles

X 0,091

Y esa cantidad es la que teníamos en los 300 mL de la disolución inicial de partida, por lo que su molaridad,

calculada a partir de la expresión matemática que nos la da es:

M = ; M = 0,20 Molar


A-22 (*) - Calcular la MOLARIDAD, molalidad y fracción molar de una disolución de ácido sulfúrico del

16% en peso y una densidad de 1,12 g/cm . 3

RESOLUCIÓN


2 4H SO : => 1.2 + 32,0 . 1 + 16 . 4 = 98,0

Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya seacantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro dedisolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 179,2 g = 1,83 moles + 940,8 g = 1120 g


A partir de él, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,05 g/ml), quees: m = v.d = 1000 . 1,12 = 1120 g

De esta cantidad sabemos que el 16% es soluto y así: g soluto = 1120 . 0,16 = 179,2 g soluto ác. Sulfúrico,por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 1120 - 179,2 = 940,8 g de agua.

Este dato lo colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 179,2/98,0 = 1,83 moles Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de lasocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la mismaforma que en el ejemplo anterior.

MOLARIDAD: = 1,83 MOLAR

molalidad: ; = 1,94 molal

Fracción molar: = = 0,034


A-23 (*) - Calcular la concentración como molalidad, fracción molar y % en peso de una disolución de

ácido clorhídrico 2 MOLAR y d = 1,05 g/ml.. Datos: Pesos atómicos: Cl = 35,5 ; H = 1,0

RESOLUCIÓNSe determina del peso molecular del soluto, que en este caso es el H Cl ==> Pm = 35,5 + 1,0 = 36,5

Para completar la tabla de datos de la disolución, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser

cualquiera, ya sea cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia

1 litro de disolución, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 2 moles = 2.36,5 = 73 g + 977 = 1050 g

Volumen - - - - 1000 g - 1 litro = 1000 ml


soluto que hay por cada litro de disolución) al tener 1 litro, tendremos 2 moles de soluto, cuya masa será de: M

= 2 . 36,5 = 73 g de soluto.

Dado que conocemos la densidad de la disolución (1,05 g/mL), la masa de la misma se calcula a partir de la

fórmula de la densidad, que es: ; ; m = 1050 g de disolución

por lo que la cantidad de disolvente será la diferencia entre la masa total de la disolución y la del soluto:

gramos de disolvente = 1050 - 73 = 977 g de disolvente

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la disolución sin

más que tomar las cantidades que se necesiten:

MOLALIDAD ; ; m = 2,05 molal

FRACCIÓN MOLAR: ; ; X = 0,035

% EN PESO: ; % = 6,95%


2 4A-24 (*) - ¿Cual es la molaridad de una disolución que contiene 49 g de H SO en 2,0 litros de

2 4disolución?. El peso molecular del H SO es 98.

RESOLUCIÓN

En este caso le aplicamos directamente la expresión de la Molaridad de una disolución en la que conocemos el

2 4 soluto: H SO cuyo peso molecular es: 2.1 + 32 + 4.16 = 98 , que es:

, donde, al sustituir: ; M = 0,25 Molar


A-25 (*) - Calcular la molaridad, M, de una disolución que contiene 3,65 g de HCl en 2,00 litros de

disolución. (H=1; Cl=35,5).

RESOLUCIÓN

En este caso le aplicamos directamente la expresión de la Molaridad de una disolución, en la que conocemos el

soluto: HCl cuyo peso molecular es: 35,5 + 1 = 36,5 que es:

, donde, al sustituir: ; M = 0,05 Molar


A-26 (*) - Una disolución 0,650 M de ácido sulfúrico en agua tiene una densidad de 1,036 g/ml a 20 ºC.

Calcule la concentración de esta disolución expresada en:a) Fracción molar.b) Tanto por ciento en peso.c) Molalidad.

RESOLUCIÓN

2 4 Se determina del peso molecular del soluto, que en este caso es el H SO

2 4 H SO ==> Pm = 2.1,0 + 1.32 + 4.16 = 98

Para completar la tabla de datos de la disolución, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser

cualquiera, ya sea cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia

1 litro de disolución, dato éste que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla de volumen de disolución


Masa 0,650 moles = 0,650.98 = 63,7 g + 972,3 = 1036 g

Volumen - - - - 972,3 mL 1 litro = 1000 mL


soluto que hay por cada litro de disolución) al tener 1 litro, tendremos 0,650 moles de soluto, cuya masa será de:

M = 0,650 . 98 = 63,7 g de soluto.

Dado que conocemos la densidad de la disolución (1,036 g/mL), la masa de la misma se calcula a partir de la

fórmula de la densidad, que es: ; ; m = 1036 g de disolución

por lo que la cantidad de disolvente será la diferencia entre la masa total de la disolución y la del soluto:

gramos de disolvente = 1036 - 63,7 = 972,3 g de disolvente

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la disolución sin

más que tomar las cantidades que se necesiten:

FRACCIÓN MOLAR: ; ; X = 0,0119

% EN PESO: ; % = 6,15%

MOLALIDAD ; ; m = 0,669 molal


A-27 (*) - Se administra a un paciente por vía intravenosa 0,50 L de una disolución de glucosa

6 12 6 (C H O ) 1,0 M. ¿Cuántos gramos de glucosa ha recibido el paciente? (Datos: C = 12, 0=16,H=1).

RESOLUCIÓN

6 12 6 El peso molecular de la glucosa es: C H O ==> 6.12 + 12.1 + 6.16 = 180 g/mol

Teniendo en cuenta la fórmula que nos da la Molaridad de una disolución: , al

sustituir todos los datos conocidos: , de donde:

SOLUTOg = 90 gramos de glucosa


A-28 (**) - Se prepara una disolución disolviendo 43,8 g de cloruro de calcio hexahidratado en 103,4

mL de agua, con lo que se obtiene una disolución de 1,178 g/mL de densidad. Calcule la concentración

de iones cloruro en esta disolución. ¿Cual será esta concentración después de añadir 75 mL de agua

destilada a la disolución anterior? (Considérense los volúmenes aditivos)

RESOLUCIÓN

2 Al tratarse de una sal hidratada, al disolverla, parte de ella es soluto (el CaCl ) y el resto (el agua de

cristalización) se adicionará al disolvente.

2 2 Así, en el CaCl .6H O, tenemos que cada cada mol (219 g) contiene 6 moles de agua (6.18 = 108 g) y 1 mol

2 (111 g) de soluto CaCl , por lo que en la cantidad que se disuelve: 43,8 g tendremos:

2 2 g de soluto CaCl = 43,8. = 22,2 g de soluto CaCl

g de agua en la sal hidratada: = 43,8. = 21,6 g de disolvente, agua, añadidos con la sal hidratada

Por tanto, las cantidades que formarán la disolución final son:

2 g de soluto CaCl = 22,2 g

g de disolvente agua = 21,6 + 103,4 = 125 g de disolvente, agua

soluto disolvente disolución y el volumen de la disolución se obtiene a

partir de la densidad de la misma:

1,178 = ; V = 124,98 mL

22,2 21,6 + 103,4 = 125 147,2 gramos

124,98 mL

Por tanto la Molaridad de esta disolución es:

M = = = 1,6 Molar

2 Cuando se disocia el cloruro de calcio: CaCl <===> Ca + 2.Cl vemos que por cada mol de sal se 2 + -

originan 2 moles de ion cloruro, por lo que la concentración del mismo será el doble de la inicial de la sal, es decir:

[Cl ] = 2.1,6 = 3,2 Molar -

Si se añaden 75 mL de agua, el volumen de la disolución será: 124,98 + 75 = 199.98 mL , pues se nos indica

que los volúmenes son aditivos, por lo que tendremos:

2 M = = = 1,0 Molar en CaCl

Y análogamente: : [Cl ] = 2.1,0 = 2,0 Molar en Cl - -


A-29 (*) - La densidad de una disolución acuosa de cloruro de sodio es 1,18 g/mL. Sabiendo que se

toman 52,6 g de esta disolución y se deja evaporar el agua, quedando un residuo sólido y seco que

pesa 12,4 g, Calcule: Molaridad, Molalidad y % en peso de la disolución inicial.

RESOLUCIÓN

De acuerdo con los datos que nos dan la masa del soluto (NaCl) es 12,4 g, y la de la disolución 52,6 g, por lo

que la masa del disolvente será: 52,6 – 12,4 = 40,2 g


Masa (g) 12,4 + 40,2 = 52,6

Volumen (mL) ----------- 40,2 44,58

El volumen de la disolución lo obtenemos a partir de la densidad de la misma:

; ; V = 44,58 mL de disolución

Con estos datos, y teniendo en cuenta el peso molecular del soluto: NaCl = 23 + 35,5 = 58,5, calculamos las

concentraciones pedidas sin más que aplicarle las correspondientes fórmulas:

M = = = 4,75 Molar

m = = = 5,27 molal

% = = 23,57%


3A-30 (**) - Una disolución de ácido acético, CH COOH, tiene un 10 % en peso de riqueza y una

densidad de 1,05 g/mL. Calcular: a) La molaridad de la disolución, b) la molaridad de la disoluciónpreparada, llevando 25 mL de la disolución anterior a un volumen final de 250 mL, mediante la adiciónde agua destilada. (Datos: Masas atómicas: H= 1, C= 12, O= 16).

RESOLUCIÓN

Se determina el peso molecular del soluto, en este caso es el ácido acético:

3 CH -COOH => 12 + 3.1 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60

Puesto que no nos indican cantidad alguna, vamos a partir de 1 litro (1000 mL) de disolución, colocando en la

tabla los valores de la masa y volumen de soluto, disolvente y disolución, en la que hemos de tener en cuenta que

la masa de la disolución siempre es la suma de las masas del soluto y del disolvente, pero no así los volúmenes,

aunque en este caso solamente necesitamos el volumen de la disolución; no obstante, al tratarse de agua (d = 1

g/mL), el volumen de la misma en mL coincidirá con su masa en g.


Masa 105 g + 945 g = 1050 g

Volumen - - - - 1000 mL

A partir del volumen de la disolución que hemos tomado (1 L) calculamos la masa de dicha disolución por

medio de la densidad de la misma (1,05 g/ml), que es:

de donde: m = 1050 g, que es la masa de la disolución.

Puesto que también nos indican que su concentración es del 10%, quiere decir que el 10% de esos 1050 g

corresponden a la masa del soluto Ac. Acético:

= 105 gramos de soluto , siendo el resto (1050 - 105= 945 g) disolvente agua.

Con estos datos calculamos ya la Molaridad de la disolución sin más que aplicar la expresión de la Molaridad:

; = 1,75 Molar

b) Si tomamos ahora 25 mL de esta disolución , que es 1,75 Molar, y le añadimos agua hasta obtener un

volumen de 250 mL (10 veces mayor), su concentración será 10 veces menor, es decir: 0,175 Molar.

Si queremos realizar estos cálculos, vamos a determinar el número de moles de ác. Acético que hay en esos

25 mL de la disolución 1,75 Molar, que serán los mismos que habrá en la disolución final, pues solamente le

añadimos agua.

; Moles soluto = 0,04375 moles de ác. Acético. Si el volumen es ahora de 250 mL, la

nueva molaridad será: = 0,175 Molar


A-31 (*) - La concentración de monóxido de carbono, que es un gas venenoso, en el humo de un

cigarrillo es de 20.000 p.p.m (partes por millón) en volumen. Calcular el volumen de este gas que hay en

1 litro del humo procedente de la combustión de un cigarrillo

RESOLUCIÓN:

Si la concentración es de 20000 ppm quiere decir que cada 1.000.000 de litros de humo habrá 20.000 litros de

gas venenoso, por lo que si se tiene 1 litro de humo, será:

X = 0,02 L = 20 mL de gas venenoso


2 4A-32 (*) - Se desea preparar 0,2500 L (250,0 mL) de una disolución acuosa de K CrO 0,250 M

2 4¿Qué masa de K CrO se debe utilizar. (DATOS: Pesos atómicos: K=39,10 ; Cr=52 ; O=16)

RESOLUCIÓN

Partiendo de la expresión de la Molaridad de una disolución:

2 4El Peso molecular del K CrO es: 2.39,10 + 52 + 4.16 = 194,2

Sustituyendo en la expresión anterior de la Molaridad:

soluto g = 12,14 g de soluto se necesitan


A-33 (*) - Una disolución de ácido sulfúrico tiene una concentración del 10% en peso y una densidad

de 1,05 g/cm . Calcular: a) la molaridad, b) la molalidad y c) la normalidad. (S = 32,06, 0 = 16, H = 1). 3

RESOLUCIÓN


2 4H SO : => 1.2 + 32,06 . 1 + 16 . 4 = 98,06

Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya seacantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 1 litro dedisolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 105,0 g = 1,07 moles + 945,0 g = 1050 g


A partir de él, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,05 g/ml), quees: m = v.d = 1000 . 1,05 = 1050 g

De esta cantidad sabemos que el 10% es soluto y así: g soluto = 1050 . 0,10 = 105,0 g soluto ác. Sulfúrico,por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 1050 - 105 = 945,0 g de agua.

Este dato lo colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 105/98,06 = 1,07 moles Finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de lasocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la mismaforma que en el ejemplo anterior.

MOLARIDAD: = 1,07 MOLAR

molalidad: ; = 1,13 molal

NORMALIDAD: ; = 2,14 Normal


A-34 (*) - El análisis de un agua industrial contaminada indica que tiene 0,082 g/l de Cd . Calcule su 2 +

molaridad y su molalidad

Datos: Masa atómica del Cd = 112,41 g/mol

RESOLUCIÓN

Soluto (Cd ) Disolvente Disolución 2 +

M = = 7,29.10 M -4

m = == 7,29.10 M -4

Masa (g) 0,082 + 1000 g = 1000,082

Volumen (mL)1000 mL � 1 L = 1000 mL

Al tratarse de una disolución muy diluida, el volumen de la disolución es prácticamente igual al del

disolvente, agua, por lo que en 1 L de disolución habrá 1 L de agua, y dado que la densidad del agua es 1 Kg/L,

habrá también 1 Kg de agua. De ahí que los valores de Molaridad y molalidad coincidan


A-35 (*) - Calcule todas las expresiones de la concentración (g/L, % y Molaridad) de una disolución de

ÁCIDO NÍTRICO sabiendo que contiene 1,26 g de soluto en 100 mL de disolución

RESOLUCIÓN

3 El soluto es el ácido nítrico: HNO , cuyo peso molecular es: 1 + 14 + 3.16 = 63

Soluto

3(HNO )

Disolvente

(Agua)

Disolución

= 12,6 g/L

% = 1,24%

M = = 0,2M

Masa (g) 1,26 + 100 g = 101,26

Volumen (mL) 100 mL � 100 mL

Al tratarse de una disolución muy diluida, el volumen de la disolución es prácticamente igual al del disolvente,

agua, por lo que en 100 mL de disolución habrá prácticamente 100 mL de agua, y dado que la densidad del agua

es 1 g/mL, habrá también 100 g de agua.


Grupo B - PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES A PARTIR DE OTRAS

B-01 (*) - Hallar la normalidad y la molaridad de una disolución acuosa de hidróxido de bario que contiene

42,8 g. en 5 litros disolución. ¿Qué cantidad de la misma se necesita para preparar 500 ml de una

disolución 0,02 M?

RESOLUCIÓN

Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular o masa molecular media

2es: Ba(OH) = 137,33 + 2.17 = 171,33 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de soluto que hay en 1

litro de disolución, cuya fórmula es:

Y para calcular la normalidad: Nº de equivalentes-gramo que hay por cada litro de disolución, aplicamos también la

fórmula que nos la da, teniendo en cuenta que la “valencia” del hidróxido de bario es el nº de OH que contiene, es

decir 2, por lo que nos quedará:

Para preparar 500 ml de una disolución 0,02 M se necesitan:

que tenemos que tomar de la disolución 0,05 Molar de que se

dispone, por lo que el volumen de ésta que es necesario será:


B-02 (*) - Se desea preparar 250 cc de una disolución 0,29 molar de ácido clorhídrico y para ello se

dispone de agua destilada y de un reactivo comercial de tal ácido, cuya etiqueta, entre otros, contiene los

siguientes datos: HCI densidad 1,184 g/mL y 37,5 % en peso . a) ¿Cuántos mililitros del reactivo comercial

se necesitarán para preparar la citada disolución? b) Explique cómo actuará para preparar la disolución

pedida y el material utilizado.

RESOLUCIÓN

A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H Cl existente en la disolución a preparar

hemos de tomarlo del reactivo comercial de que se dispone, añadiéndole la cantidad de agua que sea necesaria.

Por ello, vamos a determinar la cantidad de H Cl puro necesario para preparar 250 cm de la disolución 0,29 3

Molar utilizando la expresión que nos define la Molaridad, en la cual conocemos la Molaridad (0,29 ) el volumen a

preparar (250 ml) y la masa molecular del soluto H Cl (36,5) y así:

y estos 2,65 g hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se dispone: del 37,5% en peso y d = 1,184 g/ml

Se determina primero la masa del reactivo comercial teniendo en cuenta que tiene un 37,5% de riqueza:

y, conociendo la densidad de este reactivo comercial, podemos calcular el volumen del mismo que se necesita:

B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 5,96 ml del reactivo comercial mediante una pipeta graduada

provista de una pera de absorción (deberían tomarse 6 ml, pues las pipetas de uso común no tienen tanta

precisión) y se trasvasan, a un matraz aforado de 250 ml, añadiéndole unos 100 ó 150 ml de agua destilada,

agitando para homogeneizar la disolución, enrasando a continuación con más agua destilada

Se utilizaría una pipeta graduada y un matraz aforado de 250 ml:

Pera de absorción: Pipeta graduada: Matraz aforado:


B-03 (*) - Se tienen 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm y del 32% de3

riqueza en peso, a) ¿Cual es su Molaridad? B) Si partiendo de dicha cantidad se desea preparar una

disolución 1M de dicho ácido. ¿Qué volumen de agua destilada será preciso añadir?

RESOLUCIÓN:

a) Para calcular la molaridad de la disolución podemos partir de cualquier cantidad. Si partimos de 100 g de

disolución, tendremos 32 g de soluto (el 32%) y, teniendo en cuenta que su densidad es 1,14 g/ml, esos 100 g de

disolución ocuparán:

de donde V = 87,72 ml, con lo que el cuadro quedará:


32,00 g + 68,00 g = 100,00 g

87,72 ml

con lo que la molaridad es:

b) Por otra parte, la cantidad de soluto: Ác. Sulfúrico que tendremos en la disolución que se quiere preparar ha de

salir de los 40 mL de la disolución que se tienen inicialmente:


14,59 g + 31,01 g = 45,60 g

40 ml

Partiendo de los 40 ml, y conociendo la densidad de la disolución inicial, calculamos la masa de la

disolución: ; g = 45,60 g de disolución.

y de esta cantidad, el 32% es soluto (ác. Sulfúrico); 45,60 . 0,32 = 14,59 g de soluto ác. Sulfúrico, por lo que el

resto de la masa total serán de disolvente: 45,60 - 14,59 = 31,01g de agua

Con estos datos también puede calcularse la molaridad, que será:

obviamente, es el mismo resultado que con los datos

anteriores ya que se trata de la misma disolución

Continuando con estros datos, hemos de determinar ahora el volumen de la disolución 1 Molar (es la

concentración que debe tener la disolución que nos piden) que se puede preparar con los 14,59 g de soluto ác.

Sulfúrico y para ello partimos de la expresión de la Molaridad aunque ahora conocemos el valor de la Molaridad (1

Molar) y la cantidad de soluto (14,59 g de ác. Sulfúrico), por lo que de esta forma determinaremos el volumen que

nos hace falta:

L = 0,149 litros de disolución !Molar que pueden obtenerse

L = 0,149 ml , y si se disponía ya de 40 ml, el resto del volumen es el volumen de agua que se debe añadir :

149 - 40 = 109 ml de agua destilada deben añadirse


B-04 (*) - Disponemos de ácido clorhídrico comercial (densidad = 1,2 g/cm y riqueza 36 % en peso) 3

Calcular su Molaridad y molalidad.. A partir de esta disolución, deseamos preparar 500 cm de una3

disolución de ácido clorhídrico 0,1 M. ¿qué volumen de la disolución inicial hemos de tomar?

RESOLUCIÓN

a) Para calcular la molaridad de la disolución podemos partir de cualquier cantidad. Si partimos de 100 g de

disolución, tendremos 36 g de soluto (el 36%) y el resto (64 g) de disolvente, teniendo en cuenta que su densidad

es 1,2 g/ml, esos 100 g de disolución ocuparán:


36,00 g + 64,00 g = 100,00 g

83,3 ml

Ya con estos datos, las expresiones de la concentración las sacamos tomando los datos de este cuadro, teniendo

en cuenta, además que el Peso molecular del ác. Clorhídrico es: HCl = 1 + 35,5 = 36,5

con lo que la molaridad es:

y la molalidad:

Para preparar 500 ml de una disolución 0,1 Molar, se necesita:

y estos 1,825 g los hemos de

tomar de la disolución inicial, en la que, de acuerdo con el cuadro, por cada 83,3 ml de disolución hay 36,0 g de

HCl, por lo que:


B-05 (*) - Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso

necesario para preparar 5 litros de disolución de concentración 2M.

RESOLUCIÓN

Hemos de calcular en primer lugar la cantidad de HCl (soluto) que hay en los 5 Litros de la disolución 2M, para locual partimos de la definición de Molaridad, teniendo en cuenta que, para el HCl su peso molecular es: Pm = 35,5 + 1= 36,5

y estos 365 gramos hemos de tomarlos de la

disolución de la que se dispone, la cual tiene un 52% de riqueza, por lo que:

y, dado que su densidad es 1,083, el volumen de esa disolución inicial que es necesario será:


B-06 (*) - ¿Que cantidad de ácido clorhídrico con una densidad de 1,19 g/mL y un 31,6% de riqueza en

peso se necesita para preparar dos litros de disolución 1 Normal?

RESOLUCIÓN

La cantidad de H Cl que necesita para preparar esos dos litros de disolución debe obtenerse de la disolucióninicial. Por ello, vamos a calcular dicha cantidad partiendo de la definición de Normalidad y del hecho de conocertanto el volumen de disolución a preparar (2 litros) como su concentración (1 N):

y esos 73,0 g de Hcl deben obtenerse de la

disolución de que se dispone, la cual tiene un 31,6% de soluto, por lo que esos 73,0 g constituyen el 31,6% de la

masa total de la disolución, que será: Y dado que

la densidad de esta disolución es 1,19 g/ml, el volumen de la misma será:


B-07 (**) - Se disuelven 20,0 g de cloruro de calcio en agua hasta completar medio liitro de disolución.

Calcular su Molaridad. Se cogen 50 ml de la disolución anterior y se le añade más agua hasta completar

200 ml. ¿Cual será la Molaridad de la nueva disolución?

RESOLUCIÓN

De acuerdo con la expresión que nos da el valor de la molaridad de una disolución tenemos:

De esta disolución cogemos 50 ml y se le añade más agua. Para calcular la concentración de la disolución resultante

hemos de determinar la cantidad de soluto que hay en esos 50 ml de disolución, lo cual calculamos también mediante

la expresión de la Molaridad:

2por lo que en la disolución final que obtenemos al añadirle más agua tendremos: 2 g de soluto CaCl disueltos en 200

ml de disolución. La molaridad la obtendremos aplicándole la expresión que nos la da:


B-08 (*) - Se tiene 1 litro de ácido sulfúrico concentrado de densidad 1,827 g/ml y d= 92,77% de riqueza en

peso. Calcular: a) El volumen de agua que hay que añadir a dicho volumen de ácido concentrado para

preparar una disolución que contenga 0,1 gramo de ácido puro por ml de disolución. B) La molaridad de la

disolución obtenida

RESOLUCIÓN

De acuerdo con la expresión que nos da el valor de la molaridad de una disolución calculamos la cantidad de ác.

Sulfúrico puro que tenemos en ese LITRO de la disolución que nos dan:


Masa (g) 1694,9 g 132,1 g 1827 g

Volumen (ml) 1000 ml

y dado que tiene una riqueza del 92,77% :

Puesto que tenemos que preparar una disolución cuya concentración es 0,1 g/ml, y disponemos de 1694,9 g de

ácido sulfúrico, tendremos:

que es el volumen total de la nueva

disolución.

Como ya disponíamos de 1 litro, hemos de añadirle el resto de agua:

16,949 - 1 = 15,949 litros de agua hemos de añadirle

La Molaridad de esta nueva disolución la calculamos por medio de la expresión que nos da la Molaridad de una

disolución:


B-09 (*) - La etiqueta de un ácido sulfúrico concentrado indica que la densidad del ácido es 1,84 g/ml.

Sabiendo que tiene una riqueza en ácido sulfúrico del 98,0% en peso, calcular:

a) Su molaridad y su fracción molar

b) La cantidad de agua que será necesario añadir a 100 ml de dicho ácido para obtener un ácido 10

MOLAR. Considerando los volumenes aditivos, ¿Qué volumen de ácido se obtiene?

RESOLUCIÓN

Para determinar esas expresiones de la concentración hemos de realizar varios cálculos previos, el primero de

los cuales es siempre la determinación del peso molecular del soluto, en este caso el ácido sulfúrico:

2 4H SO : => 1.2 + 32 . 1 + 16 . 4 = 98,0

Para completar la tabla con los datos de la disolución, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede

ser cualquiera, ya sea cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como

referencia 1 litro de disolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 1803,2 g = 18,40 moles + 36,8 g = 2,04 moles = 1840 g



m = v.d = 1000 . 1,84 = 1840 g

De esta cantidad sabemos que el 98,0% es soluto y así: g soluto = 1840 . 0,98 =1803,2 g soluto ác. Sulfúrico,

por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 1840 - 1803,2 = 39,8 g de agua.

Estos datos los colocamos en la tabla, expresándolos también en moles:

Soluto ácido sulfúrico: n = 1803,2/98 = 18,40 moles de ácido sulfúrico

Disolvente agua: n = 36,8/18 = 2,04 moles de agua



Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya las dos expresiones de la concentración que nos piden:



B) En este caso, el número de moles de soluto ácido sulfúrico es el mismo en los 100 ml que tomamos que en la

disolución final obtenida, ya que solamente se le añade agua. Este número de moles se determina a partir de la

fórmula que nos define la molaridad de una disolución:

SOLUTO ; n = 1,84 moles de ácido sulfúrico Y con este dato, se

determina de igual forma el volumen de la disolución final, que debe tener una concentración 10 Molar:

; V = 0,184 litros de disolución, por lo que hemos de añadir 84 ml de

agua a los 100 ml de la disolución inicial que teníamos


B-10 (*) - Se toman 50 ml de un ácido nítrico del 30% en peso y densidad 1,18 g/ml y se ponen en un

matraz aforado de 500 ml, añadiéndole después agua hasta llenarlo. Calcule la concentración de la

disolución resultante, expresándola como Molaridad, molalidad y % en peso.

DATOS: Pesos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0 O = 16,0

RESOLUCIÓN

La cantidad de soluto ác. Nítrico que hay en la disolución final es la misma que tenemos en los 50 ml que se

cogen de la primera disolución, pues después se le añade exclusivamente agua.

La masa de los 50 ml de la primera disolución la obtenemos a partir de su densidad:

; ; de donde: g = 50.1,18 = 59 g, que es la masa total de la primera disolución en los cuales,

el 3% es soluto: g soluto = 59.0.30 = 1,7 g de soluto ác. Nítrico, y el resto será disolvente agua:

g disolvente = 59 - 17,7 = 41,3 g de disolvente agua

1ª disolución17,7 + 41,3 = 59 g

50 ml

En la disolución final tendremos la misma cantidad de soluto que en la primera disolución: 17,7 g

En cuanto a la cantidad de disolvente, dado que se tenían 50 ml y se llena el matraz de 500 ml con agua, se deben

añadir: 500 - 50 = 450 ml de agua, que son 450 g de agua, pero además se tienen otros 41,3 g de agua procedentes

de la primera disolución, por lo que la cantidad total de disolvente agua que se tiene en esta segunda disolución es:

450 + 41,3 = 491,3 g de disolvente agua

2ª disolución17,7 + 450 + 41,3 = 491,3 g = 509 g de disolución

500 ml de disolución

Por lo que las concentraciones pedidas, teniendo en cuenta que el Pm del ácido nítrico

3 HNO es: 1 + 14 + 3.16 = 63

MOLARIDAD: y al sustituir: ; M = 0,56 Molar

MOLALIDAD: y al sustituir: ; m = 0,57 molal

% EN PESO: De donde: % peso de soluto = = 3,48%


B-11 (*) - La etiqueta de una botella de ácido nítrico señala como datos del mismo: densidad 1,40 Kg/L y

riqueza 65% en peso, además de señalar las características de peligrosidad.

A) ¿Qué volumen de la misma se necesitará para preparar 250 ml de una disolución 0,5 Molar

B) Explique el procedimiento seguido en el laboratorio y dibuje y nombre el material necesario para su

preparación

RESOLUCIÓN

3A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el HNO existente en la disolución a preparar


3Por ello, vamos a determinar la cantidad de HNO puro necesario para preparar 250 cm de la disolución 0,5 3


3preparar (250 ml) y la masa molecular del soluto HNO (63,018) y así:

y estos 7,88 g del ácido nítrico puro hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se dispone: del 65% en peso

y d = 1,40 Kg/L= 1,40 g/ml

Se determina primero la masa del reactivo comercial teniendo en cuenta que tiene un 65% de riqueza:


B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 8,66 ml del reactivo comercial mediante una pipeta graduada de 10

ml provista de una pera de absorción (deberían tomarse 8,7 ml, pues las pipetas de uso común no tienen tanta

precisión) y se trasvasan, a un matraz aforado de 250 ml, añadiéndole unos 100 ó 150 ml de agua destilada,

agitando para homogeneizar la disolución, enrasando a continuación con más agua destilada

Se utilizaría una pipeta de 10 ml graduada y un matraz aforado de 250 ml; la pera de absorción es necesaria ya

que el ácido nítrico del 65% es muy corrosivo y no debe aspirarse directamente con la pipeta desde la botella.:



B-12 (*) - Si se parte de un ácido nítrico del 68% en peso y densidad 1,52 g/ml , Calcular:

a) ¿Qué volumen debe utilizarse para obtener 100 ml de un ácido nítrico del 55% en peso y densidad 1,43

g/ml

b) ¿Cómo lo prepararía en el laboratorio?

RESOLUCIÓN

3 A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el HNO existente en la disolución a preparar


3Por ello, vamos a determinar la cantidad de HNO puro necesario para preparar 100 cm de la disolución del 3

55% utilizando tanto esta riqueza com la densidad de este ácido, que también conocemos: 1,43 g/ml.

A partir de la densidad obtenemos la masa del ácido a preparar: siendo: m = 143 g, la

3masa de la disolución a obtener, en la cual el 55% es soluto HNO puro, mientras que el resto es disolvente agua; g

3 3HNO = 78,65 g de HNO puro y estos 78,65 g hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se

dispone: del 68% en peso y d = 1,52 g/ml



;

3V = 76,1 cm hemos de tomar del HNO comercial del 68% hemos de tomar 3

B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 76,1 ml del reactivo comercial mediante una probeta graduada,

(es más precisa una pipeta, pero es demasiada cantidad y necesitaríamos una de 100 ml, la cual, no son

habituales, provista de una pera de absorción) y se trasvasan, a un matraz aforado de 100 ml, añadiéndole

agua destilada hasta, enrasarlo. Al tener que añadir poca cantidad de agua destilada: unos 24 ml, no es

necesario añadir una cantidad menor antes y agitar

Se utilizaría una probeta graduada de 100 ml y un matraz aforado de 100 ml:

Matraz aforado: Probeta Pera de absorción: Pipeta graduada:


B-13 (*) - El volumen de una disolución de HCI del 70% en peso y densidad 1,42 g/mL que sería

necesario para preparar 300 mL de una disolución de HCI del 20% en peso y densidad 1,20 g/mL ; b) La

molaridad y fracción molar de la segunda disolución.

Datos: Masas atómicas H = 1,0 ; CI = 35,5 ; 0 = 16,0

RESOLUCIÓN

A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H Cl existente en la disolución a

preparar hemos de tomarlo del reactivo comercial de que se dispone, añadiéndole la cantidad de agua que sea

necesaria.

Por ello, vamos a determinar la cantidad de H Cl puro necesario para preparar 300 cm de la disolución del 3

20% utilizando tanto esta riqueza com la densidad de este ácido, que también conocemos: 1,20 g/ml.

A partir de la densidad obtenemos la masa del ácido a preparar: siendo: m = 360 g, la

masa de la disolución a obtener, en la cual el 20% es soluto H Cl puro, mientras que el resto es disolvente agua;

g H Cl = 72,00 g de H Cl puro y estos 72,0 g hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se

dispone: del 70% en peso y d = 1,42 g/ml



;

V = 72,43 cm hemos de tomar del H Cl comercial del 70% hemos de tomar 3

Con estos cálculos conocemos también las cantidades de soluto, disolvente y disolución que tenemos, y que

son:


Masa 72,0 + 288 = 360 Gramos

Volumen 300 cm 3

La Molaridad de una disolución viene dada por la expresión: , en la cual al

sustituir, teniendo en cuenta que el peso molecular del soluto H Cl es 1 + 35,5 = 36,5

6,57 Molar

Análogamente hacemos con la fracción molar, cuyo valor viene dado por la expresión:

EN LA CUAL AL

SUSTITUIR TENIENDO EN CUENTA QUE EL DISOLVENTE ES AGUA:

0,11, QUE ES LA FRACCIÓN MOLAR DEL SOLUTO


B-14 (*) - Se dispone de una disolución acuosa de ácido sulfúrico del 98% de riqueza en peso y

densidad 1,84 g/mL. ¿Qué volumen de esta disolución se necesita para preparar 0,5 Iitros de otra

disolución de ácido sulfúrico 0,3 M? Datos: Masas atómicas: H = 1; O =16; S=32

RESOLUCIÓN

2 4Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H SO existente en la disolución a


necesaria.

2 4Por ello, vamos a determinar la cantidad de H SO puro necesario para preparar 0,5 litros = 500 cm de la 3

disolución 0,3 Molar utilizando la expresión que nos da la Molaridad de una disolución.

A partir de esta fórmula de la Molaridad: de donde: g = 14,7 g de ácido

sulfúrico puro (soluto) que se necesitan para preparar la disolución pedida, y estos 14,7 g hemos de tomarlos del

reactivo comercial del que se dispone: del 98% en peso y d = 1,84 g/ml



;

2 4 V = 8,15 cm hemos de tomar del H SO comercial del 98% hemos de tomar 3


B-15 (*) - Partiendo de 40 ml. de una disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,14 g/cm3 y del 32% de

riqueza en peso, se desea preparar una disolución 2N de dicho ácido. ¿Qué volumen de agua destilada

será preciso añadir?

Datos: Masas atómicas: O = 16,00. H = 1,00. S = 32,00. Considerense los volúmenes aditivos

RESOLUCIÓN:

La cantidad de soluto: Ác. Sulfúrico que tendremos en la disolución que se quiere preeparar ha de salir delos 40 mL de la disolución que se tiene:

Soluto Disolvente Disolución Partiendo de los 40 ml, y conociendo la densidad de ladisolución inicial, calculamos la masa de la

disolución: ; g = 45,60 g de disolución14,59 g + 31,01 g = 45,60 g

40 ml

y de esta cantidad, el 32% es soluto (ác. Sulfúrico); 45,60 . 0,32 = 14,59 g de soluto ác. Sulfúrico, por lo queel resto de la masa total serán de disolvente: 45,60 - 14,59 = 31,01g de agua

Ahora, hemos de determinar el volumen de una disolución 2N que se puede preparar con los 14,59 g desoluto ác. Sulfúrico:

Podemos partir de la expresión de la Normalidad o bien calcular su Molaridad dado que en el caso del ác.

2 4Sulfúrico H SO la valencia es 2 (tiene 2 hidrógenos) y como N = M.v ; 2 = M.2 ; M = 1 Molar

L = 0,149 ml , y si se disponía ya de 40 ml, el resto del volumen es el volumen de

agua que se debe añadir :

148 - 40 = 108 ml de agua destilada deben añadirse


B-16 (*) - Calcular el volumen de ácido clorhídrico de densidad 1,083 g/mL y del 52%de riqueza en peso

necesario para preparar 5 litros de disolución de concentración 2N.

RESOLUCIÓN

Hemos de calcular en primer lugar la cantidad de HCl (soluto) que hay en los 5 Litros de la disolución 2N,

para lo cual partimos de la definición de Normalidad, teniendo en cuenta que, para el HCl la “valencia” es 1 (el

número de hidrógenos) y su peso molecular es: Pm = 35,5 + 1 = 36,5

y estos 365 gramos hemos de tomarlos de la

disolución de la que se dispone, la cual tiene un 52% de riqueza, por lo que:

y, dado que su densidad es 1,083, el volumen de esa disolución inicial que es necesario será:


B-17 (*) - Se tiene una disolución de ácido sulfúrico de riqueza del 98% en peso y densidad 1,84 g.cm - 3

A) Calcule la molalidad del citado ácido

B) Calcule el volumen de ácido sulfúrico necesario para preparar 100 cm de disolución del 20% y 3

densidad 1,14 g.cm - 3

RESOLUCIÓN

Para determinar esas expresiones de la concentración hemos de realizar varios cálculos previos, el primero

de los cuales es siempre la determinación del peso molecular del soluto, en este caso el ácido sulfúrico:

2 4 H SO : => 1.2 + 32 . 1 + 16 . 4 = 98,0

Para completar la tabla con los datos de la disolución, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede

ser cualquiera, ya sea cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como

referencia 1 litro de disolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla.




A partir de él, determinamos la masa de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,84 g/ml), que

es: m = v.d = 1000 . 1,84 = 1840 g

De esta cantidad sabemos que el 98,0% es soluto y así: g soluto = 1840 . 0,98 =1803,2 g soluto ác.

Sulfúrico, por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 1840 - 1803,2 = 39,8 g de agua.

Estos datos los colocamos en la tabla, expresándolos también en moles:

- Soluto ácido sulfúrico: n = 1803,2/98 = 18,40 moles de ácido sulfúrico

- Disolvente agua: n = 36,8/18 = 2,04 moles de agua

finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las


Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya la molalidad de esa disolución:

MOLALIDAD: M = = = 500 MOLAL

B) En este caso, la cantidad del soluto ácido sulfúrico que hemos de tomar de esta primera disolución es lal mismo

que habrá en los 100 ml que tomamos que en la disolución final obtenida, ya que solamente se le añade agua.

Los cálculos para esta segunda disolución, que hemos de preparar los realizamos de la misma forma que

para la primera, aunque en esta caso vamos a partir de la cantidad que hay que preparar: 100 mL


Masa 22,8 g = 0,233 moles + 91,2 g = 5,,67 moles = 114 g

Volumen - - - - 91,2 ml 100 ml


m = v.d = 100 . 1,14 = 114 g

De esta cantidad sabemos que el 20,0% es soluto y así: g soluto = 114 . 0,20 =22,8 g soluto ác. Sulfúrico,

por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 114 - 22,8 = 91,2 g de agua.

Por tanto, hemos de tomar un volumen de la primera disolución en la cual haya 22,8 g de soluto ác. Sulfúrico

y sabemos que en 1 L había 1803,2 g: V = = 0,01264 L ; V = 12,64 mL se necesitan


B-18 (*) - Se disuelven 54,9 g de hidróxido de potasio en la cantidad de agua precisa para obtener 500

mL de disolución. Calcule:a) La molaridad de la disolución.b) El volumen de disolución de hidróxido de potasio necesario para preparar 300 mL de disolución 0,1

M.c) Indique el material de laboratorio que utilizaría y qué haría para preparar la disolución inicial.

RESOLUCIÓN

A) Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bpotasio, cuyo peso molecular o masa molecularmedia es: KOH = 39,10 + 16,0 + 1,0 = 56,10 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de solutoque hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es:

; M = 1,96 Molar

B) Vamos a determinar la cantidad de soluto, hidróxido de potasio, que hay en esos 300 mL de la disolución 0,1

Molar a preparar, utilizando la expresión de la Molaridad: Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular o masa molecular

2media es: Ba(OH) = 137,34 + 2.17 = 171,34 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº de moles de solutoque hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es:

SOLUTO De donde: g = 1,68 g de KOH. Y esta cantidad la hemos de tomar de la disolución

que nos dan, cuya molaridad hemos calculado antes, por lo que utilizando de nuevo la expresión de lamolaridad, aplicada a la primera disolución, determinamos el volumen de la misma en el cual se encuentranesos 1,68 g de KOH: Para calcular la Molaridad de esta disolución de hidróxido de bario, cuyo peso molecular

2o masa molecular media es: Ba(OH) = 137,34 + 2.17 = 171,34 g/mol, aplicamos la definición de la misma: Nº

de moles de soluto que hay en 1 litro de disolución, cuya fórmula es: ; de

DISOLUCIÓNdonde; V = 0,0153 Litros = 15,3 mL se necesitan

C) Se pesarían 54,9 g de hidróxido de potasio en una balanza utilizando un pesasustancias o vidrio de reloj. Se

pasarían a un matraz aforado de 500 mL que estuviera lleno de agua hasta su mitad, aproximadamente, por

medio de un embudo cónico y se agitaría hasta la completa disolución del soluto. Posteriormente se enrasaría

dicho matraz aforado.

Material necesario: Balanza de laboratorio

Vidrio de reloj o pesasustancias y espátula

Matraz aforado de 500 mL

Embudo cónico


B-19 (*) - En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36% en masa

de HCl, densidad 1,18 g/cm . Calcule: 3

a) La molaridad, molalidad y la fracción molar del ácido.b) El volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de disolución 2 M. c) Detalle como llevaría a cabo el apartado b) y el material a emplear necesario para dicho fin.

RESOLUCIÓN


molecular del soluto, en este caso: HCl => 1 + 35,5 = 36,5

Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea


disolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla


Masa 424,80 g = 11,64 moles + 755,20 g = 1180 g



es: m = v.d = 1000 . 1,18 = 1180 g de disolución

De esta cantidad sabemos que el 36,00% es soluto y así: g soluto = 1180 . 0,36 = 424,80 g soluto H Cl

dato éste que colocamos en la tabla, expresándolo también en moles: n = 424,80/36,5 = 11,64 moles de H Cl



1180 - 424,80 = 755,20 g = 0,75520 Kg = 41,96 moles de agua

finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de las


Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya cualquier expresión de la concentración de la misma

forma que en el ejemplo anterior.



FRACCIÓN MOLAR: X = ; X = 0,217

B) Si hemos de preparar 1 litro de una disolución 2 Molar, hemos de tomar la cantidad de la disolución concentrada

en la cual haya 2 moles de soluto, por lo que teniendo en cuenta que la Molaridad de la disolución concentrada

es 11,64 Molar, la cantidad de la misma que hemos de coger será:

; ;

L = 0,172 L de la disolución concentrada necesitamos coger

B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 172 ml del reactivo comercial mediante una probeta ( al ser una


cantidad relativamente grande se usaría una probeta y no una pipeta) graduada y se trasvasan, a un matraz

aforado de 1000 ml, añadiéndole unos 100 ó 150 ml de agua destilada, agitando para homogeneizar la

disolución, enrasando a continuación con más agua destilada

Se utilizaría una probeta graduada y un matraz aforado de 1000 ml:

Probeta: Matraz aforado:


B-20 (*) - Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra

disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,40 g/mL y del 50,50% de riqueza. El volumen de la

disolución resultante resultó ser de 154 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución

resultante


RESOLUCIÓN

La cantidad de soluto “ácido sulfúrico” que tendremos en la disolución final en la misma que hay en los 55 mL

que se toman de la disolución inicial:


Masa 38,88 g = 0,397 moles + 38,12 g de agua = 77 g

Volumen - - - - 38,12 ml 55 ml


m = v.d = 55 . 1,40 = 77,0 g

De esta cantidad sabemos que el 50,50% es soluto y así: g soluto = 77 . 0,5050 = 38,88 g soluto ác.

Sulfúrico, por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 77 - 38,88 = 38,12 g de agua.

Si ahora le añadimos más agua se forma una nueva disolución que contiene 38,88 g de soluto ác sulfúrico,

jun to con el agua que tenía la primera disolución (38,12 g ) y los 100 g de agua añadidos, los cuales ocupan un

volumen de 154 mL. Esta disolución será:


Masa 38,88 g = 0,397 moles + 100 + 38,12 = 138,12 g de agua = 177 g

Volumen - - - - 138,12 ml 154 ml

Con todos estos datos, podemos calcular ya las concentraciones pedidas sin más que aplicar las fórmulas

que nos las dan:

MOLARIDAD: M = = = 2,58 Molar

MOLALIDAD: M = = = 2,87 molal


B-21 (*) - Se preparó una disolución acuosa de ácido sulfúrico a partir de 100 g de agua y 55 ml de otra

disolución de ácido sulfúrico de densidad 1,84 g/mL y del 97% de riqueza. El volumen de la disolución

resultante resultó ser de 150 mL. A) Calcule la Molaridad y la molalidad de la disolución resultante.


RESOLUCIÓN

La cantidad de soluto “ácido sulfúrico” que tendremos en la disolución final en la misma que hay en los 55 mL

que se toman de la disolución inicial:


Masa 98,16 g = 1,00 moles + 3,04 g de agua = 101,2 g

Volumen - - - - 3,04 ml 55 ml


es: m = v.d = 55 . 1,84 = 101,2 g

De esta cantidad sabemos que el 50,50% es soluto y así: g soluto = 101,2 . 0,97 = 98,16 g soluto ác.

Sulfúrico, por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 101,2 - 98,16 = 3,04 g de agua.

Si ahora le añadimos más agua se forma una nueva disolución que contiene 98,16 g de soluto ác sulfúrico,

jun to con el agua que tenía la primera disolución (3,04 g ) y los 100 g de agua añadidos, los cuales ocupan un

volumen de 150 mL. Esta disolución será:


Masa 98,16 g = 1,00 moles + 100 + 3,04 = 103,04 g de agua = 201,2 g

Volumen - - - - 103,04 ml 150 ml

Con todos estos datos, podemos calcular ya las concentraciones pedidas sin más que aplicar las fórmulas

que nos las dan:

MOLARIDAD: M = = = 6,67 Molar

MOLALIDAD: M = = = 9,71 molal


2 4 B-22 (*) - ¿Hasta qué volumen hay que diluir 250 mL de H SO 0,15 M para obtener una disolución

0,025 M? (Pesos atómicos: H = 1, O = 16, S = 32).

RESOLUCIÓN

En ambas disoluciones, la cantidad de soluto permanece constante, solamente se trata de añadir una cierta

cantidad de agua. Por ello, vamos a determinar la cantidad de soluto que hay en la primera disolución, teniendo

en cuenta la expresión que nos da la Molaridad de una disolución:

SOLUTO 2 4; ; n = 0,0375 moles de H SO

y esta es la cantidad de soluto que hay en la segunda disolución, por lo que como sabemos la Molaridad que ha

de tener ésta, volvemos a aplicarle la expresión de la Molaridad para determinar su volumen:

; ;

V = 1,5 litros, que es el volumen de esta 2ª disolución


B-23 (*) - Un ácido clorhídrico comercial contiene un 37% en peso de ácido clorhídrico y una densidad

de 1,19 g/cc. ¿Qué cantidad de agua se debe añadir a 20 mL de este ácido para que la disolución

resultante sea 0,1 M?. (Masas atómicas: H = 1, Cl = 35,5).

RESOLUCIÓN

La cantidad de H Cl (soluto) que tenemos en los 20 mL de la disolución que nos dan la calculamos a partir de

la densidad de la misma densidad: ; ;g = 23,8 g de disolución, de los cuales, el 37 % son

de soluto: ; 100 g disolución ------ 37 g HCl

23,8 ---------------- X

X = = 8,81 g de HCl (soluto),


8,81 + 14,99 = 23,8 gramos

20 mL

y el volumen de la disolución final que se obtendrá lo calculamos a partir de la expresión de la Molaridad,

teniendo en cuenta que el peso molecular del H Cl es: 35,5 + 1 = 36,5, así:

; ; ; V = 2,414 Litros de disolución, por lo

que como teníamos 20 mL, hemos de añadir agua hasta completar el volumen total:

AGUAV = 2414 - 20 = 2394 mL de agua hay que añadir


3 4 B-24 (*) - Se desea preparar 10,0 L de ácido fosfórico, H PO , 2,00 M.

a) Determínese el volumen de ácido fosfórico de densidad 1,53 g/mL y 80% en peso que debe tomarse.

3 4 b) Considere si la proposición siguiente es cierta: La fracción molar de H PO depende de la

temperatura".

RESOLUCIÓN

3 4 A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H PO existente en la disolución a

preparar hemos de tomarlo del reactivo comercial de que se dispone, añadiéndole después la cantidad de agua

que sea necesaria.

3 4 Por ello, vamos a determinar la cantidad de H PO puro necesario para preparar los 10,0 Litros de la

disolución 2,00 Molar utilizando la expresión que nos define la Molaridad, en la cual conocemos la Molaridad

3 4 (2,00 ) el volumen a preparar (10,0 Litros) y la masa molecular del soluto H PO (3.1 + 31 + 4.16 = 98) y así:

y estos 1960 g hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se dispone: del 80% en peso y d = 1,53 g/ml.



; V = 1601,3 mL se necesitan

B) La fracción molar se define como el cociente entre el nº de moles de un componente de una mezcla y el número

total de moles de la misma.: , por lo que dado que el nº de moles

se refiere a “cantidad de materia”, ésta será la misma, sea cual sea la temperatura, ya que las posibles

dilataciones o contracciones que produce la variación de la temperatura influirán sobre el volumen que ocupen

esas sustancias, pero no sobre la cantidad de las mismas.


B-25 (*) - Se dispone de 100 ml de una disolución de ácido clorhídrico 0,5 M y se desea preparar 100 mI

de otra disolución del mismo ácido pero de concentración 0,05 M.

a) ¿Cómo se procedería?

b) Señale y dibuje el material más adecuado para hacerlo en el laboratorio.

RESOLUCIÓN

A) Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H Cl existente en la disolución a

preparar (la que es 0,05 M) hemos de tomarlo de la disolución de la que disponemos (la que es 0,5 M),

añadiéndole después la cantidad de agua que sea necesaria.

Por ello, vamos a determinar la cantidad de H Cl puro necesario para preparar 100 mL de la disolución 0,05


preparar (1000 ml) y la masa molecular del soluto H Cl (36,5) y así:

y estos 0,1825 g hemos de tomarlos de la disolución que tenemos, la cual tiene una concentración 0,5 Molar,

calculándolo también a partir de la expresión de la Molaridad, así:

; L = 0,01 L = 10 mL se necesitan de la 1ª disolución

B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 10 ml de la primera disolución mediante una pipeta graduada

provista de una pera de absorción y se trasvasan, a un matraz aforado de 100 ml, añadiéndole unos 50 ó 60 ml

de agua destilada, agitando para homogeneizar la disolución, enrasando a continuación con más agua destilada

Se utilizaría una pipeta graduada o una pipeta aforada de 10 mL, una pera de absorción y un matraz aforado

de 100 ml:



B-26 (*) - Se dispone de una disolución de ácido nítrico del 70% y d= 1,42 g/mL. Calcule su Molaridad

y su fracción Molar. ¿Cuantos gramos de la misma se necesitarán para preparar 300 mL de unadisolución 2,5 Molar de dicho ácido?

RESOLUCIÓN

3 Se determina el peso molecular del soluto, en este caso es el ácido nítrico: HNO => 1 + 14 + 3 . 16 = 63

Para completar la tabla, tenemos que tomar una cantidad de partida, que puede ser cualquiera, ya sea

cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomar como referencia 100 gramos de

disolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla, de esta forma, los gramos de soluto

que tendremos son 70 g ya que se trata de una disolución del 70% dato éste que colocamos en la tabla,

3expresándolo también en moles: n = 70/63 = 1,11 moles de HNO


Masa 70 g = 1,11 moles + 30 g = 100 g

Volumen - - - - 30 ml 70,42 ml

A partir de él, determinamos el volumen de la disolución partiendo de la densidad de la misma (1,42 g/ml),

que es:

y con estos datos, se calcula la masa del disolvente, que la expresamos en gramos y moles (en este caso al

dividir los gramos entre 18, que es el peso molecular del agua)

100 - 70 = 30 g = 1,67 moles de disolvente, AGUA

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya las expresiones de la concentración que nos piden:

MOLARIDAD: ; M = 15,76 Molar

FRACCIÓN MOLAR: ; X = 0,40

3Para preparar los 300 mL de la segunda disolución, hemos de tener en cuenta que todo el HNO existente en

esa cantidad de disolución a preparar hemos de tomarlo del reactivo comercial de que se dispone, añadiéndole

después la cantidad de agua que sea necesaria.

3Por ello, vamos a determinar la cantidad de HNO puro necesario para preparar 300 cm de la disolución 2,5 3


3preparar (300 ml) y la masa molecular del soluto HNO (63) y así:

,

SOLUTO 3 de donde vemos que se necesitan: M = 0,75 MOLES de HNO

y estas 0,75 moles del ácido nítrico puro hemos de tomarlos del reactivo comercial del que se dispone, cuya

Molaridad habíamos calculado antes (15,76, por lo que volvemos a aplicarle la expresión de la Molaridad, y así:

DISOLUCIÓN de donde V = = 0,0476 Litros = 47,6 mL

DISOLUCIÓNV = 47,6 mL se necesitan de la disolución inicial


B-27 (*) - Se dispone de una botella de ácido sulfúrico cuya etiqueta aporta los siguientes datos:

densidad 1,84 g/cc y riqueza en peso 96 %.

a) Calcule e indique cómo prepararía 100 ml de disolución 7 M de dicho ácido. ¿Hay que tomar alguna

precaución especial?

b) Describa y dibuje el material necesario para preparar dicha disolución.

RESOLUCIÓN

2 4Haciendo un balance de materia, hemos de tener en cuenta que todo el H SO existente en la disolución a


necesaria.

2 4Por ello, vamos a determinar la cantidad de H SO puro necesario para preparar 100 mL = 0,1 L de la

disolución 7 Molar utilizando la expresión que nos da la Molaridad de una disolución.

A partir de esta fórmula de la Molaridad: de donde: g = 68,6 g de ácido sulfúrico

puro (soluto) que se necesitan para preparar la disolución pedida, y estos 68,6 g hemos de tomarlos del reactivo

comercial del que se dispone: del 96% en peso y d = 1,84 g/ml



;

2 4 V = 38,84 cm hemos de tomar del H SO comercial del 96% 3

Para preparar esta disolución se miden los 38,84 mL del ácido concentrado en una probeta , después

tomaríamos un matraz aforado de 100 mL en el cual se añadiría agua destilada hasta su mitad,

aproximadamente, vertiendo después por medio de un embudo y lentamente el ác. Concentrado, para evitar

proyecciones del mismo ya que su mezcla con agua suele ser violenta, se agitaría y, cuando se haya enfriado,

se le añadiría más agua destilada hasta enrasar el matraz aforado.

Los materiales necesarios son:

PROBETA

EMBUDO

CÓNICO MATRAZ

AFORADO


2 4 B-28 (*) - Se quiere preparar una disolución de H SO del 20 % y densidad 1,14 g/cm a partir de una 3

disolución concentrada del 98 % y densidad 1,84 g/cm . 3

a. Determine la molaridad de la disolución concentrada.

2 4 b. Calcule la cantidad, en volumen, de H SO concentrado que hay que tomar para preparar 100 ml de la

disolución diluida.

c. Escriba como procedería en la preparación de la disolución diluida, citando el material de laboratorio

que usaría.

RESOLUCIÓN

Para determinar esas expresiones de la concentración hemos de realizar varios cálculos previos, el primerode los cuales es siempre la determinación del peso molecular del soluto, en este caso el ácido sulfúrico:

2 4H SO : => 1.2 + 32 . 1 + 16 . 4 = 98,0

Para completar la tabla con los datos de la disolución, tenemos que tomar una cantidad de partida, quepuede ser cualquiera, ya sea cantidad de disolución, soluto o incluso disolvente. En este caso vamos a tomarcomo referencia 1 litro de disolución, dato que colocaremos en la tabla en la correspondiente casilla





m = v.d = 1000 . 1,84 = 1840 g

De esta cantidad sabemos que el 98,0% es soluto y así: g soluto = 1840 . 0,98 =1803,2 g soluto ác.Sulfúrico, por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 1840 - 1803,2 = 39,8 g de agua.

Estos datos los colocamos en la tabla, expresándolos también en moles:- Soluto ácido sulfúrico: n = 1803,2/98 = 18,40 moles de ácido sulfúrico- Disolvente agua: n = 36,8/18 = 2,04 moles de agua

finalmente, determinamos el volumen de disolvente, aunque no lo necesitemos en la mayor parte de lasocasiones, que coincidirá numéricamente con su masa dado que la densidad del agua es 1 g/ml.

Y una vez completada la tabla, podemos calcular ya la molalidad de esa disolución:

MOLARIDAD: M = = = 18,40 MOLAR

o bien: = = 18,40 MOLAR

B) En este caso, la cantidad del soluto ácido sulfúrico que hemos de tomar de esta primera disolución es lamisma que habrá en los 100 ml que tenemos que preparar de la disolución final, ya que solamente se le añadeagua. Los cálculos para esta segunda disolución, que hemos de preparar los realizamos de la misma formaque para la primera, aunque en esta caso vamos a partir de la cantidad que hay que preparar: 100 mL


Masa 22,8 g = 0,233 moles + 91,2 g = 5,,67 moles = 114 g

Volumen - - - - 91,2 ml 100 ml


m = v.d = 100 . 1,14 = 114 g

De esta cantidad sabemos que el 20,0% es soluto y así: g soluto = 114 . 0,20 =22,8 g soluto ác. Sulfúrico,por lo que la cantidad restante será disolvente agua: 114 - 22,8 = 91,2 g de agua.


Por tanto, hemos de tomar un volumen de la primera disolución en la cual haya 22,8 g de soluto ác.

Sulfúrico y sabemos que en 1 L había 1803,2 g: V = = 0,01264 L ; V = 12,64 mL se

necesitan

B) Para preparar esta disolución, se tomarían los 12,64 ml del reactivo comercial mediante una pipeta graduada

de 20 mL. provista de una pera de absorción (deberían tomarse 12,7 ml, pues las pipetas de uso común no

tienen tanta precisión) y se trasvasan, a un matraz aforado de 100 ml en el que se habrán puesto previamente

unos 50 ó 60 mL de agua destilada. Debe dejarse resbalar el ácido por las paredes del matraz, pues su

disolución en agua suele desprender mucho calor, siendo una reacción ciertamente violenta. A continuación se

agita para homogeneizar la disolución y cuando se haya enfriado se le añade más agua destilada hasta enrasar

el matraz.

Se utilizaría una pipeta de 10 ml graduada y un matraz aforado de 100 ml; la pera de absorción es necesaria ya

que el ácido nítrico del 98% es muy corrosivo y no debe aspirarse chupando directamente con la pipeta desde

la botella.: También podría sustituirse la pipeta por una probeta , pero esta es menos precisa. En este caso

se necesitaría un embudo cónico para trasvasar el ácido al matraz aforado

Pera de absorción: Pipeta graduada: Matraz aforado: Probeta: Embudo cónico:


Grupo C - MEZCLAS DE DISOLUCIONES

C-01 (*) - Se mezclan las siguientes cantidades de hidróxido de calcio en un matraz: 0,435 g; 1,55.10 - 3

moles;30 ml de una disolución 0,011 M en esta sustancia; 50 ml de una disolución que contiene 0,61

moles de este compuesto en 1 litro de disolución. Suponiendo que el volumen final de disolución es de

78 ml y que la densidad de la disolución final es igual a 1,053 g / ml. Calcule:

a) La molaridad de la disolución resultante.

b) La molalidad de la misma.

RESOLUCIÓN

Para calcular la concentración de la disolución final hemos de calcular la cantidad total de soluto (Hidróxido

2de calcio: Ca(OH) que existe en ella, que será la suma de las cantidades de este producto que se añaden con

cada una de las partes que se mezclan.

2El peso molecular del Ca(OH) es : 40,08 + 2.16,00 + 2.1,008 = 74,10

Cantidad A:

Cantidad B: 1,55 . 10 moles = 0,115 gramos - 3

Cantidad C: Al tratarse de una disolución, hemos de calcular la cantidad de soluto partiendo de la expresión

que nos da el valor de la molaridad:

Cantidad D: Se trata también de una disolución cuya concentración viene expresada en g/l, por lo

que:

Cantidad total de soluto: 0,435 g + 0,115 g + 0,024 g + 2,26 g = 2,83 g

O bien : 5,87 . 10 + 1,55 . 10 + 3,3 . 10 + 0,0305 = 0,038 moles - 3 - 3 - 4

La disolución final tiene un volumen de 80 ml = 0,080 l, y, teniendo en cuenta su densidad, la masa será:

pero teniendo en cuenta que en esa cantidad hay 2,83 g de soluto, la cantidad de disolvente será:

disolución soluto disolvente disolvente disolventeg = g + g ; 82,13 = 2,83 + g ; g = 82,13 - 2,83 = 79,30g de disolvente

a) Teniendo en cuenta que el volumen de la disolución es 78,0 ml de volumen, la Molaridad de la disolución será:

b) Para calcular la molalidad, tenemos en cuenta que hay 79,30 g de disolvente, por lo que partiendo de la

expresión de la molalidad, tenemos que:


C-02 (**) - Se dispone de tres disoluciones de hidróxido de bario de las siguientes características:

A: 1,60 M y d = 1,100 g/ml

B: 2,50 M y d = 1,500 g/ml

C. 28% en peso y d = 1,200 g/ml.

Se toman 200 ml de A, 150 ml de B, 100 ml de C añadiéndole después agua hasta completar 500 ml.

Sabiendo que la disolución resultante tiene una densidad de 1,215 g/ml. Calcule la Molaridad y % en peso

de la disolución resultante.

RESOLUCIÓN:

2Vamos a calcular las cantidades de soluto: Ba(OH) , cuyo peso molecular es: 137,34 + 2.16,00 + 2.1,00 =

171,34, que se toman con cada una de las tres disoluciones para determinar la cantidad total del mismo en la

disolución final:

DISOLUCIÓN A: 200 ml de disolución 1,60 Molar y d=1,100 g/ml

SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN La masa de disolución se determina con

la densidad:Masa(g) 54,83 165,17 220,00 g

Volumen (ml) 200 ml

La cantidad de soluto, se calcula partiendo de la expresión de la Molaridad:

y la cantidad

de disolvente será la diferencia entre la cantidad de disolución y la de soluto

DISOLVENTE DISOLUCIÓN SOLUTOg = g - g = 220,00 - 54,83 = 165,17 g de disolvente

DISOLUCIÓN B: 150 ml de disolución 2,50 Molar y d=1,500 g/ml



Volumen (ml) 150 ml

La cantidad de soluto, se calcula partiendo de la expresión de la Molaridad:

y la

cantidad de disolvente será la diferencia entre la cantidad de disolución y la de soluto


DISOLUCIÓN C: 100 ml de disolución 28,00% en peso y d=1,200 g/ml



Volumen (ml) 100 ml

La cantidad de soluto, se calcula sabiendo que el 28,00% de la masa de la disolución (120,00 g) es de soluto:

y la cantidad de disolvente será la diferencia entre la cantidad de disolución y la de soluto



Y estas tres cantidades son las que constituyen la disolución final:

SOLUTO g = 54,83 + 64,25 + 33,60 = 152,68 gramos de soluto

Volumen de disolución = 200 + 150 + 100 + agua = 500 ml de disolución

La masa de disolución se determina con la densidad:

Por lo que la cantidad de disolvente será la diferencia entre la cantidad de disolución y la de soluto



Masa(g) 152,68 454,82 607,5 g

Volumen (ml) 500 ml

Con estos datos, podemos calcular ya la Molaridad y % en peso:


C-03 (*) - Se mezclan 1L de ácido nítrico de densidad 1,5 g/mL y riqueza del 60% con 0,7 L de ácido

nítrico de densidad 1,2 g/ml- y de 30% de riqueza. Calcular: a) La riqueza del ácido resultante y b) Su

concentración molar. Dato: Densidad del ácido resultante 1,3g/mL

DATOS: esos atómicos: H = 1,0 ; N = 14,0 ; O = 16,0

RESOLUCIÓN

Vamos a calcular las cantidades de soluto, disolvente y disolución en las dos disolciones que mezclamos:,

partiendo de los datos que nos ofrecen: densidad y riqueza:

DISOLUCIÓN A) 1 litro del 60% de riqueza y densidad 1,5 g/ml:

SOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN; m = 1500 g

SOLUTO g = = 900 g

Masa (g) 900 + 600 = 1500

Volumen(mL) ---- 600 1000

DISOLUCIÓN B) 0,7 litros del 30% de riqueza ydensidad 1,2 g/ml:


SOLUTO g = = 252 g

Masa (g) 252 + 588 = 840

Volumen(mL) ---- 588 700

Y estas dos disoluciones, al mezclarlas, obtenemos otra en la cual las masas de soluto, disolvente y

disolución serán la suma de las masas de las dos disoluciones mezcladas, pero no así el volumen, pero para

calcular éste nos dan la densidad de la disolución resultante ( d = 1,3 g/mL), de manera que nos quedará:


Masa (g) 900 + 252 = 1152 g 600 + 588 = 1188 g 1500 + 840 = 2340 g

Volumen(mL) 1188 mL 1800 mL

Y el volumen de la disolución resultante lo calculamos por medio de la densidad:

FINAL; V = 1800 mL

3Y con estos datos y el Pm del HNO = 1.1 + 1.14 + 3.16 = 63, podemos calcular ya la riqueza (%) y la

concentración de esta disolución resultante:

RIQUEZA: % = 49,23%



C-04 (*) - Se mezcla un litro de ácido nítrico de densidad 1,38 g/mL y 62,7% de riqueza con un litro de

otro ácido nítrico de densidad 1,13 g/mL y 22,38% de riqueza. La densidad de la disolución de ácido

nítrico resultante es de 1,276 g/mL. Hallar: a) La concentración en tanto por ciento de esa disolución

final. b) El volumen de la disolución final. e) Su molaridad. Datos: Masas atómicas: N=14; O=16; H=1.

RESOLUCIÓN

Vamos a calcular las cantidades de soluto, disolvente y disolución en las dos disolciones que mezclamos:,

partiendo de los datos que nos ofrecen: densidad y riqueza:

DISOLUCIÓN A) 1 litro del 62,7% de riqueza y densidad 1,38 g/ml:


SOLUTO g = = 865,26 g

Masa (g) 865,26 + 514,74 = 1380

Volumen(mL) ---- 514,74 1000

DISOLUCIÓN B) 1 litro del 22,38% de riqueza y densidad 1,13 g/ml:


SOLUTO g = = 252,89 g

Masa (g) 252,89 + 877,11 = 1130

Volumen(mL) ---- 877,11 1000

Y estas dos disoluciones, al mezclarlas, obtenemos otra en la cual las masas de soluto, disolvente y

disolución serán la suma de las masas de las dos disoluciones mezcladas, pero no así el volumen, pero para

calcular éste nos dan la densidad de la disolución resultante (d = 1,276 g/mL), de manera que nos quedará:


Masa (g) 865,26 + 252,89 = 1118,15 g 514,74 + 877,11 = 1391,85 g 1380 + 1130 = 2510 g

Volumen(mL) 1391,85 mL 1800 mL

Y el volumen de la disolución resultante lo calculamos por medio de la densidad:

FINAL; V = 1967,1 mL

3Y con estos datos y el Pm del HNO = 1.1 + 1.14 + 3.16 = 63, pòdemos calcular ya la riqueza (%) y la

concentración de esta disolución resultante:

RIQUEZA: % = 44,55%



C-05 (**) - Se mezclan en un recipiente 150 mL de una disolución de cloruro de potasio del 32,14% en

peso y densidad 1,16 g/mL con 100 mL de otra disolución de la misma sal 1,7 Molar cuya densidad es

1,03 g/mL, añadiéndole después al conjunto 10 g de sal anhidra y finalmente 200 mL de agua, con lo que

se obtiene una disolución de densidad 1,075 g/mL. Calcular la molaridad, mlalidad y fracción molar de la

disolución resultante

DATOS: Pesos atómicos: Cl = 35,5 ; K = 39,0

RESOLUCIÓN

Para calcular la concentración de la disolución final hemos de calcular la cantidad total de soluto (Cloruro depotasio: KCl que existe en ella, que será la suma de las cantidades de este producto que se añaden con cadauna de las partes que se mezclan.

El peso molecular del KCl es : 39,0 + 35,5 = 74,50

Cantidad A: Al tratarse de una disolución, hemos de calcular la cantidad de soluto partiendo de los datos que nosofrecen: volumen (150 mL), densidad (1,16 g/mL) y riqueza (32,14%), con los cuales se completa la tabla,tomando como cantidad de partida, el volumen: 150 mL , dato que colocaremos en la tabla en lacorrespondiente casilla del volumen de disolución


Masa 55,92 g soluto + 118,08 g = 174 g

Volumen - - - - 118,08 mL 150 mL = 0,150 L


es: m = v.d = 150 . 1,16 = 174 g

De esta cantidad sabemos que el 32,14% es soluto y así: g soluto = 174 . 0,3214 = 55,92 g soluto , y la masadel disolvente, será el resto: 174 - 55,92 = 118,08 g de disolvente agua

Cantidad B: Al tratarse también de una disolución, hemos de calcular la cantidad de soluto partiendo de laexpresión que nos da el valor de la molaridad:

La masa de la disolución se calcula partiendo de la densidad de la misma (1,03 g/ml), que es: m = v.d ; m = 100 . 1,03 = 103 g, y la masa del disolvente, será el resto: 103 - 12,66 = 90,34 g de disolvente agua


Masa 12,66 g soluto + 90,34 g = 103 g

Volumen - - - - 90,34 mL 100 mL = 0,100 L

Cantidad C: 10 de sal anhidra, es decir, 10 g de soluto sin nada de disolvente

Cantidad D: 200 mL de agua, que son exclusivamente de disolvente.

Estas cuatro cantidades las situamos en la correspondiente tabla:


SOLUTO DISOLVENTE (Agua) DISOLUCIÓN

Masa A: 55,92 g soluto

B: 12,66 g soluto

C: 10,00 g soluto

D: 0,00 g soluto

TOTAL: 78,58 g soluto

‘+ A: 118,08 g Disolvente

‘+ B: 90,34 g disolvente

‘+ C: 0,00 g disolvente

‘+ D: 200,00 g soluto

TOTAL: 408,42 g disolvente =78,58 + 408,42 = 487,0 g

Volumen - - - - 408,42 mL Volumen total: 453,02 mL

El volumen de la disolución lo determinamos a partir de su masa (487,0 g) y de su densidad (1,075 g/ml), y

es: m = v.d => ; V = 453,02 mL

Y ya con todos estos datos, se calculan las concentraciones pedidas partiendo de las expresiones que nos

las dan:

Molaridad: M = 2,33 Molar

Molalidad: M = 2,58 molal

Fracción molar: ; X = 0,044


C-06 (*) - La salinidad del agua en una pecera para peces marinos es de 0,08 M en cloruro de sodio.

Para corregirla, se añadieron 2 litros de una disolución 0,52 Molar de cloruro de sodio a los 20 litros delagua que contenía. Calcule la concentración final de la disolución obtenida en % y Molaridad

SOLUCIÓN

Las cantidades de soluto, disolvente y disolución en las dos disoluciones iniciales son:

a) Disolución de la pecera:

Soluto Disolvente Disolución Partimos de la expresión de la Molaridad: M = n/V;

; n = 20.0,08 = 1,6 moles de NaClMasa 1,6 mol =

93,6 g20000 g 20093,6 g

Volumen 20000 mL 20000 mL

b) Disolución que se añade:

Soluto Disolvente Disolución Partimos de la expresión de la Molaridad: M = n/V;

; n = 2.0,52 = 1,04 moles de NaClMasa 1,04 mol =60,84 g

2000 g 2060,84 g

Volumen 2000 mL 2000 mL

La disolución final será la resultante de mezclar ambas, y en ella tendremos: g soluto = 93,6 + 60,84 = 154,44 gg disolvente = 20.000 + 2.000 = 22.000 gg disolución = 20.093,6 + 2060,84 = 22154,84 gVolumen de la disolución: 20.000 + 2.000 = 22.000 mL:


Masa 154,44 g 22.000 g 22.154,84 g

Volumen 22.000 mL 22.000 mL

Y con estos datos determinamos las concentraciones finales pedidas:

%: = 0,697% Y M = = 0,12 Molar


C-07 (*) - Si se mezclan volúmenes iguales de un ácido nítrico 5,2 molal y d = 1,1320 g/mL y de otro 6

Molar de densidad 1,1519 g/mL, Cual será la concentración de la disolución resultante expresada comoMolaridad y Molalidad (Considérense los volúmenes aditivos)

RESOLUCIÓN

Dado que hemos de mezclar volúmenes iguales de ambas disoluciones, hemos de calcular las cantidadesde soluto, disolvente y disolución que tomamos en cada una de ellas.

3En ambos casos el soluto es el mismo: ác. Nítrico: HNO , cuyo peso molecular es 1+14+4.16 = 63

En el caso de la primera de las dos, dado que nos dan el dato de su molalidad,

vamos a partir de 1 Kg de disolvente, y así, tendremos:

; g = 327,6 g solutoSOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN

327,6 + 1000 g = 1327,6 g

1172,8 mL

Y conociendo la densidad, determinamos su volumen: ; V = 1172,8 mL

Para la segunda de las disoluciones conocemos su Molaridad , Por lo que como

cantidad de partida vamos a tomar 1 litro de disolución, y así tendremos:

; g = 378 g solutoSOLUTO DISOLVENTE DISOLUCIÓN

378 + 773,9 g 1151,9 g

1000 mL

Y conociendo la densidad, determinamos la masa de 1 litro: ; g = 1151,9 g por lo que

DVTEla masa del disolvente será la diferencia: g = 1151,9 - 378 = 773,9 g.

Si hemos de tomar volúmenes iguales de ambas, vamos a tomar 1 litro de cada una, por lo que lascantidades correspondientes a la segunda de las disoluciones son las calculadas antes (las del cuadro), peroen el caso de la primera, hemos de recalcularlas, ya que las cantidades que figuran en el cuadro correspondena un volumen de 1172,8 mL; para 1 litro serán:

SOLUTO: 279,33 g de soluto por litro en la primera de las disoluciones

DISOLVENTE: 852,67 g de disolvente por litro en la primera de las disoluciones,

mientras que la cantidad de disolución será la suma de ambas (279,33 + 852,67 = 1132 g), cantidad ésta quetambién podíamos calcular teniendo en cuenta que conocemos la densidad y el volumen de esta disolución.

Así, al mezclar 1 litro de cada una de las dos, tendremos las siguientes cantidades:


Masa (g) 378 + 279,33 = 657,33 + 773,9 + 852,67 = 1626,57 = 2283,9

Volumen(mL) 1000 + 1000 = 2000


Y ya con estos datos, calculamos las dos expresiones de la concentración que nos piden:

- MOLARIDAD: M = ; M = 5,22 Molar

- molalidad : ; m = ; m = 6,41 molal


C-08 (**)- Una disolución de hidróxido potásico contiene 22,4 g de la base en 400 cm de disolución. Se 3

toman 100 cm de dicha disolución, cuya densidad es 1,01 g/cm a los que se añaden 200 cm de otra 3 3 3

disolución 1,2 M de la misma sustancia, y 100 cm de agua. 3

a) ¿Cuál será la molaridad, molalidad, fracción molar y tanto por ciento en peso de la disolución inicialde KOH?

b) ¿Cuántos gramos de soluto habrá en 20 cm de la nueva disolución, suponiendo que los volúmenes 3

son aditivos?

RESOLUCIÓN

Para calcular la concentración de la disolución final hemos de calcular la cantidad total de soluto (Hidróxidode potasio: KOH que existe en ella, que será la suma de las cantidades de este producto que se añaden concada una de las partes que se mezclan.

El peso molecular del KOH es : 39,10 + 16,00 + 1,00 = 56,10

Cantidad A: Al tratarse de una disolución, hemos de calcular la cantidad de soluto partiendo de los datos que nosofrecen, si la disolución tiene 22,4 g en 400 cm y cogemos solamente 100 cm , la cantidad de soluto que 3 3

cogemos es: = 5,6 g de KOH , y si conocemos la densidad de esa disolución la masa de la misma

se obtiene a partir de la expresión de la densidad: ; ; m = 101 g: y así, la cantidad de

disolvente será la diferencia entre la masa de la disolución y la del soluto:

Masa disolvente = 101 - 5,6 = 95,4 g de agua:


Masa 5,6 g soluto + 95,4 g = 101 g

Volumen - - - - 95,4 mL 100 mL = 0,100 L

Cantidad B: Al tratarse también de una disolución, hemos de calcular la cantidad de soluto partiendo de la

expresión que nos da el valor de la molaridad:

Dado que no nos dan la densidad de la disolución, vamos a considerar que el volumen de la disolución esaproximadamente igual al volumen del disolvente, agua, por lo que de ésta habrá 200 mL, que son 200 g yaque su densidad es 1 g/mL, por lo que la masa total de la disolución será la suma de la masa del soluto más ladel disolvente: 13,64 + 200 = 213,64 g


Masa 13,46 g soluto + 200 g = 213,46 g

Volumen - - - - 200 mL 200 mL = 0,200 L

Cantidad C: 100 mL de agua, que son exclusivamente de disolvente.


Estas tres cantidades las situamos en la correspondiente tabla:

SOLUTO DISOLVENTE (Agua) DISOLUCIÓN

Masa A: 5,6 g soluto B: 13,46 g soluto C: 0,00 g soluto

TOTAL: 19,06 g soluto

+ A: 95,4 g Disolvente+ B: 200,0 g disolvente+ C: 100,00 g disolvente

TOTAL: 395,4 g disolvente

= 101,00 g disolución = 213,46 g disolución = 100,00 g disolución

= 414,46 g disolución

Volumen - - - - Volumen total: 400 mL

Si nos indican que los volúmenes son aditivos, el volumen total será: 100 + 200 + 100 = 400 mL

A partir de estos datos, podemos calcular ya las expresiones de la concentración que nos piden:

; = 0,85 Molar

; = 0,86 molal

; = 0,015

; = 4,6%

Para calcular los gramos de soluto que habrá en 20 mL de esa disolución, podemos utilizar cualquiera delas expresiones de la concentración, siendo la más útil los g/L, ya que sabemos que hay 19,06 g de soluto en400 mL 0 0,4 L:

= 47,65 g/L; así: ; 0,953 g de KOH en 20 mL


Grupo D - PROPIEDADES COLIGATIVAS

D-01 (*) - Se queman 24,8 g de un compuesto orgánico formado por C, H y O, obteniéndose 35,2 g de

dióxido de carbono y 21,6 g de agua. Si se sabe, además, que al disolver 93 g de dicho compuesto en

250 ml de agua el punto de congelación de ésta desciende hasta los -11,16ºC, Determine las fórmulas

empírica y molecular de dicho compuesto.

RESOLUCIÓN.

2 2 Las cantidades de C y de H que hay en la muestra inicial son las m ismas que hay en el CO y en el H O,

respectivamente, que se obtienen al quemar dicho compuesto, mientras que la cantidad de oxígeno que formaba

parte de los 24,8 g de la muestra será la diferencia entre esos 24,8 g y la cantidad total de C e H. Esta cantidad

de oxígeno no podemos calcularla de la misma forma que el C y el H ya que en la combustión interviene además

alguna cantidad del oxígeno del aire, pues la reacción de combustión es:

a b c 2 2 2 C H O + O —> CO + H O

2g de C que hay en los 35,2 g de CO = = 9,6 g de C

2 g de H que hay en los 21,6 g de H O = = 2,4 g de H

g de O que hay en la muestra inicial = 24,8 - 9,6 - 2,4 = 12,8 g de O

Calculamos ahora cuantos átomos-gramo de cada uno de estos tres elementos hay en esas cantidades, con

lo que ya tendremos la fórmula empírica, en la cual, para que nos aparezcan los subíndices como números

enteros debemos suponer que hay un átomo del elemento que menos tenga, para lo cual debemos dividir las

tres cantidades obtenidas por la más pequeña de ellas:

3 n (CH O)

Para determinar la fórmula molecular, calculamos el peso molecular a partir de los datos sobre el descenso

del punto de congelación de esa disolución, y es:

/\ T = k.m ; ==> = 62 y este peso molecular debe ser

también el mismo que se calcula a partir de la fórmula empírica:

n.(1.12 + 3.1 + 1.16) = 62; 31.n = 62 de donde n = 2 y así, la fórmula molecular es:

2 6 2 3 n 3 2(CH O) = (CH O) ==> C H O


2 2D-02 (*)- Una disolución de urea: CO(NH ) , tiene a 0ºC una presión osmótica de 0,16 atm. ¿Cual será

su concentración en gramos/litro?

RESOLUCIÓN

2 2La masa molecular de la urea es: Pm (CO(NH ) ) = 12+16+14.2+1.4 = 60

Le aplicamos la fórmula que nos da la presión osmótica de una disolución, que es:

y así, aplicando esta

última: de donde:


6 6 D-03 (*)- Disolvemos 15,0 g de un soluto no volátil en 250 g de benceno puro (C H ), con lo cual se

obtiene una disolución que a 30ºC tiene una presión de vapor de 120,2 mm de Hg. Determinar por este

procedimiento la masa molecular aproximada del soluto.

Datos: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0 ; Presión de vapor del benceno a 30ºC = 121,8 mm de Hg

RESOLUCIÓN

La expresión de la Ley de Raoult que nos da el descenso de la presión de vapor de un disolvente al disolver

en él un soluto no volátil es:

, y al sustituir:

y de aquí despejamos el Pso molecular del soluto, que es: de donde

==> ==>

==> De donde: por lo que la masa

molecular del soluto es: Pm = 352,91


D-04 (*)- ¿Cuantos átomos contiene la molécula de fósforo si 2,4 g. de fósforo disueltos en 100 g. de

sulfuro de carbono producen una elevación del punto de ebullición de 0,443 ºC sabiendo que la

elevación molar del punto de ebullición para el sulfuro de carbono es de 2,29ºC?.

RESOLUCIÓN

Partiendo del dato que nos ofrece el enunciado sobre la elevación del la temperatura de ebullición delsulfuro de carbono podemos determinar el peso molecular de la molécula de fósforo, que será:

, fórmula que aplicada a los datos que conocemos, nos da:

SOLUTO ; Pm = 124,06 g/mol

n La fórmula de la molécula de fósforo es: P , por lo que su peso molecular será: Pm = n.31 y acabamos de

calcularlo, por lo que tendremos: n . 31 = 124 ; n = 4, es decir, que cada molécula de fósforo contiene 4

4 átomos de dicho elemento, de manera que la fórmula de la molécula de fósforo será: P


D-05 (*)- Una disolución que contiene 4,50 g de una sustancia “no electrolito” disuelta en 125 g de agua

congela a -0,372ºC. Calcular la masa molecular aproximada del soluto

RESOLUCIÓN:

La disolución de un soluto no volátil en un disolvente hace que el punto de congelación de éste descienda;

este fenómeno recibe el nombre de crioscopía, y la fórmula que lo regula es:

c )T = k .m , siendo )T la variación del punto de congelación del disolvente ;

c k es la constante crioscópica molal del disolvente, nos indica el valor del descenso del punto de

congelación cuando se tiene una disolución 1 molal. Es característico de cada disolvente, y para el caso

del agua vale 1,86ºC

m es la molalidad de la disolución.

Aplicando directamente la fórmula en la cual desarrollamos la expresión que nos da la molalidad:


D-06 (*) - Calcular la presión osmótica de una disolución de ácido fórmico (HCOOH) que contiene 1 g/1

de ácido y está a 20ºC.

RESOLUCIÓN

El ácido fórmico es una sustancia que en disolución se disocia en parte (es un electrolito débil, por lo que no

podríamos aplicarle la expresión de Van’t Hoff de la presión osmótica, pero dado que no se nos dan datos sobre

esta disolución, vamos a considerarlo una sustancia “no electrolito”, y por tanto, aplicarle esa expresión de Van’t

Hoff para el cálculo de la presión osmótica, la cual, teniendo en cuenta que la masa molecular del ácido fórmico

es: HCOOH: 1+12+16+16+1 = 46


D-07 (*)- Se prepara una mezcla con la misma cantidad en masa de agua y etilenglicol ¿Cuál es la

molalidad del etilenglicol? Masa molar del agua y etilenglicol, 18 y 62,07 g/mol respectivamente.

RESOLUCIÓN

Si tenemos masas iguales de ambos (m gramos de cada uno), la molalidad de esta disolución es:

; = 16,11 molal


D-08 (*)- El sistema de refrigeración de un automóvil se llena con una disolución acuosa de etilenglicol

2 6 2 (C H O ) al 20% en peso. Se pide la temperatura mínima a la cual puede estar expuesto el automóvil

sin que se congele la disolución refrigerante, así cómo la temperatura máxima de funcionamiento sin

que dicha disolución comience a hervir.

DATOS: Constantes crioscópica y ebulloscópica del agua:1,86 ºC/(mol/kg) y 0,52 ºC/(mol/kg)

respectivamente. Pesos atómicos del H; C y O: 1,0; 12,0 y 16,0 g/mol.

RESOLUCIÓN

La molalidad ( nº de moles de soluto por kg de agua) de la solución refrigerante será:

SOLUTO 2 6 2 donde Pm = Peso molecular del soluto (C H O )

SOLUTO Pm = 62 g/mol ; m = 4,03 molal

Por lo tanto el descenso crioscópico de la disolución, que viene dado por la fórmula : /\ T= K.m será:

/\ T = - 1,86 A 4,03 = -7,49 ºC Punto de congelación = 0 – 7,49 = - 7,49ºC

El ascenso ebulloscópico será:

/\ T = 0,52 A 4,03 = 2.09ºC Punto de ebullición = 100 + 2,09 = 102,9ºC


D-09 (*)- La combustión de 7,49 g de un compuesto orgánico formado por C, H y O produce 14,96 g de

dióxido de carbono y 6,13 g de agua. Para determinar su peso molecular, se disuelven 19,04 g delmismo en 150 g de tetracloruro de carbono, obteniéndose un descenso del punto de congelación de3,62ºC. Calcular sus fórmulas empírica y molecular. DATOS: Pesos atómicos: C = 12,0 ; H = 1,0; O = 16,0

4 . Constante crioscópica molal para el C Cl : Kc = - 5,02 ºC/m

RESOLUCIÓN

Al quemarse el compuesto, todo el C irá a parar al dióxido de carbono y todo el H irá al agua, por lo que lascantidades de ambos elementos pueden determinarse directamente, pero el O que contenía el compuesto serepartirá entre ambos, junto con el O del aire necesario para la combustión, por lo que la cantidad de oxígenose determinará por diferencia entre la cantidad inicial de muestra y las cantidades de C e H.

;

por lo que la cantidad de O que había en la cantidad inicial del compuesto orgánico es:

7,49 - 4,08 - 0,68 = 2,73 g de O

Teniendo en cuenta estas cantidades, determinamos el número de átomos gramo de cada elemento que hay

en estas cantidades

Para determinar el peso molecular de este hidrocarburo, hay que tener en cuenta la expresión que nos da el

descenso del punto de congelación de una disolución: /\ T = - K.m ==>

donde, al sustituir: ; Pm = ==> Pm = 176,02

Para determinar su fórmula molecular, dado que se conoce el peso molecular es 176,02, por lo que:

8 16 4176,02 = x.(2.12 + 4.1 + 1.16) ; x = 4 y así, la fórmula molecular es: C H O


D-10 (*)- Para determinar el peso molecular de la clorofila de una planta se preparó una disolución

acuosa conteniendo 5,68 g de clorofila bien seca en 100 ml de disolución y se midió su presiónosmótica, que resultó ser de 52,9 mm de Hg a 25ºC.- A partir de estos datos calcular el peso molecularde la clorofila.

RESOLUCIÓN

Con los datos que nos dan, le aplicamos directamente la fórmula de la presión osmótica, en la cualconocemos todo excepto el peso molecular del soluto, que en este caso es la clorofila, así, tendremos:

, donde al sustituir:

; de donde ; Pm = 19940


D-11 (*)- Tenemos cuatro disoluciones constituidas cada una por 0,1 moles de cada una de las

siguientes sustancias, respectivamente, disueltos en 500 mL de agua: sulfato sódico, cloruro de

3 6 12 6 hidrógeno, ácido acético (CH COOH) y glucosa (C H O )., De todas esas disoluciones, la de punto decongelación más alto será la de:... Justificar brevemente la respuesta.

RESOLUCIÓN

El descenso del punto de congelación de una disolución se calcula por la fórmula: /\ T = k.m , siendo “m” lamolalidad de la disolución, por lo que si todas las sustancias fueran “no electrolitos”, todas ellas producirían elmismo efecto al tener todas la misma concentración, pero dado que algunas son electrolitos que se disocian endisolución, tendrá mayor molalidad “aparente” aquella sustancia que al disociarse origine mayor número deion-mol:

2 4 4 Na SO <===> 2 Na + SO Origina 3 ion-mol/mol + 2 -

3 3 HCl <===> H + Cl y CH -COOH <===> CH -COO + H ambas originan 2 ion-mol/mol + - - +

6 12 6C H O no se disocia, por lo que solamente tiene 1 mol/mol

Por tanto, el descenso del punto de congelación seguirá el orden;

2 4 3 6 12 6 Na SO > HCl = CH -COOH > C H O

6 12 6y como consecuencia la mayor temperatura de congelación corresponderá a la glucosa: C H O , por serel compuesto que menos descenso de temperatura produce


D-12 (*)- Calcular la presión osmótica de una disolución 0,01 M en sacarosa, a la temperatura de 20 /C.

RESOLUCIÓN

La expresión que nos permite determinar la presión osmótica de una disolución es: .V = n.R.T, donde

podemos hacer: ==> , siendo la presión osmótica y M la Molaridad, así:

= 0,01.0,082.293; : = 0,24 atmósferas


D-13 (**)- El yodo sólido sublima por debajo de 114 ºC. Un trozo de yodo sólido se encuentra en un

recipiente cerrado en equilibrio con su vapor a una temperatura para la que su presión de vapor es de30 mm Hg. De forma repentina y a temperatura constante, el volumen del recipiente se duplica:a) Cuál es la presión en el interior del recipiente una vez producida la variación de volumen.B) Qué cambio ha de ocurrir para que se restablezca el equilibrio.c) Si la temperatura permanece constante durante todo el proceso, cuál será la presión en el interior del

recipiente una vez preestablecido el equilibrio.

RESOLUCIÓN

La presión de vapor es la presión que ejerce la fase gaseosa de una sustancia que se encuentra encontacto con su fase sólida o líquida. Esta presión de vapor depende exclusivamente de la temperatura, por loque si ésta permanece constante, la presión de vapor no varía. Si dicha sustancia se encuentra en unrecipiente cerrado, esta presión es también constante, por lo que si disminuye el volumen del recipiente, partedel vapor se condensará mientras que si aumenta el volumen, se evaporará algo del líquido o del sólido hastavolver a alcanzar el valor inicial.

En este caso, si la presión de vapor del yodo sólido a 114ºC es 30 mm Hg, a esa temperatura, la presión devapor será siempre 30 mm Hg, sea cual sea la presión total o el volumen del recipiente.

Si se duplica el volumen, la presión se reduce inicialmente a la mitad, pero inmediatamente después, partedel yodo sólido comenzará a evaporarse hasta que la presión vuelva a alcanzar los 30 mm Hg en el recipiente


D-14 (*)- La relación entre el descenso en la temperatura de congelación de una disolución de

10 8 naftaleno (C H ) en benceno y el descenso de punto de congelación de otra disolución de unasustancia X en el mismo disolvente y con una relación en peso de soluto/disolvente iguales, es de 1,4.¿Cual es el peso molecular de la sustancia X? . Datos: Pesos atómico del C y del H: 12,0 y 1,0 g/mol.

RESOLUCIÓN

La expresión que nos indica el descenso crioscópico es: , siendo “m” la MOLALIDAD de la

disolución:

Si nos dan la relación (cociente) entre los efectos de ambos solutos, dividimos las expresionescorrespondientes a ambos, que son:

10 8- NAFTALENO (C H ) , Pm = 128:

- SUSTANCIA DESCONOCIDA:

Al dividir miembro a miembro ambas: , esta relación nos indican

DVTEque es igual a 1,4, y además, que se utiliza la misma cantidad de soluto (g) y de disolvente (Kg ), por lo que

al simplificar nos queda: ; de donde, al operar: , por lo que:

SUST. Pm = 179,2


D-15 (*) - Calcular el punto de congelación de una disolución acuosa de un soluto no volátil que tiene

una composición en peso del 5% si la MM del soluto es 315,78 g/mol. Constante crioscópica el agua1,86 /C kg/mol.

RESOLUCIÓN

La expresión que nos da el descenso crioscópico es:

Si esta disolución tiene una composición del 5% en peso, quiere dedir que cada 100 g de disolución, 5 gson de soluto y 95 g de disolvente, por lo que podemos aplicar directamente la expresión anterior:

= - 0,31ºC, por tanto, congelará a - 0,31ºC


2 4 D-16 (*)- Calcular los gramos de K SO que se necesitan disolver en un L de agua para que la dismi-

6 12 6 nución de la presión de vapor producida sea la misma que al disolver 100 g de glucosa (C H O ). Masas atómicas de C, K, S y O; 12, 39,1, 32 y 16 respectivamente.

RESOLUCIÓN

El descenso de la presión de vapor de un disolvente al disolver en él un soluto no volátil, viene dado por la

Ecuación de Raoult: .

Aplicando esta expresión a ambas disoluciones, tendremos:

, de donde:

6 12 6Siendo los pesos moleculares: C H O = 6.12 + 12.1 + 6.16 = 180

2 4K SO = 2.39 + 1.32 + 4.16 = 174

2 4 En el caso del K SO se trata de un compuesto iónico, el cual al disociarse en agua origina 3 moles de

2 4 4 iones por cada mol disuelto: K SO <===> 2.K + SO , de manera que el número de moles de los iones, + 2 -

será el triple de la del sulfato de potasio molecular:

Nº moles iones de sulfato y potasio = 3.Nº moles sulfato molecular,

2 4 ; ; g = 32,22 g de K SO


D-17 (*)- La presión de vapor del agua a 25/ C es 23,76 mm Hg. Calcular la presión de vapor de una

disolución acuosa formada por 160 g de azúcar (MM= 342,3 g/mol) en 600 mL de agua. Densidad delagua a 25 /C 0,997 g/mL.

RESOLUCIÓN

La presión de vapor de una disolución obtenida al disolver en un disolvente un soluto no volátil, viene dado

por la Ecuación de Raoult: .

Por tanto, hemos de calcular la fracción molar del disolvente ( agua en este caso) de la cual tenemos 600mL, cuya masa determinamos a partir de la densidad:

; = 598,2 g de agua,

; ;

Por tanto, la presión de vapor de esa disolución es:

= 23,43 mm Hg


D-18 (*)- Se disuelven 2 g de una sustancia en 150 g de benceno, obteniéndose una disolución que

congela a 4,8º C. Calcular la masa molecular de dicha sustancia, sabiendo que el benceno congela a5,44ºC.

DATO: Constante crioscópica molal del benceno: 5,18ºC

RESOLUCIÓN:

La disolución de un soluto no volátil en un disolvente hace que el punto de congelación de éste descienda;este fenómeno recibe el nombre de crioscopía, y la fórmula que lo regula es:

c )T = k .m , siendo )T la variación del punto de congelación del disolvente ;

c k es la constante crioscópica molal del disolvente, nos indica el valor del descenso del punto de

congelación cuando se tiene una disolución 1 molal. Es característico de cada disolvente, y para el casodel benceno vale 5,18ºC

m es la molalidad de la disolución.

Aplicando directamente la fórmula en la cual desarrollamos la expresión que nos da la molalidad:

de donde Pm = 107,92 g/mol


2 6 2D-19 (*)- Al añadir el anticongelante etilenglicol (C H O ) a 1000 mL de agua destilada, la temperatura de

ebullición de esta asciende a 104,5/C. La temperatura de congelación de esa mezcla en ºC será:

ebulliciónDatos: Kp = 1/C/mol; K pf= 1,86 oC/mol

a) - 4,50

b) - 6,28

c) - 3,9

d) - 0,5

RESOLUCIÓN

A partir de los datos de ebulloscopía determinamos la molalidad de esa disolución: /\T = k.m ; 4,5 = 1,512.m ,

de donde: m = 2,98 molal, y con este dato, aplicamos la fórmula de la crioscopía, que es la misma de antes,

aunque sustituyendo la correspondiente constante: /\T = k.m ==> /\T = -1,86.2,98 = -5,54 , es decir, esta

disolución congelará a -5,54ºC (No corresponde a ninguna de las opciones dadas)


Grupo E - DISOLUCIONES LÍQUIDO-LÍQUIDO

E-01(**) - Un determinado volumen de una disolución equimolecular de dos líquidos A y B que se

comporta como ideal, a una cierta temperatura, se la introduce en un recipiente cerrado. Se sabe que el

vapor en equilibrio con la disolución es tal, que la presión parcial del componente A es 1, 5 veces mayor

que la del componente B. Dicho vapor se lleva a un nuevo recipiente cerrado donde una vez licuado está

en equilibrio con un segundo vapor.

La presión de vapor del líquido A puro, en las condiciones del problema, es de 387 mm de mercurio.

Sabiendo que la temperatura no varia lo largo del proceso, se pide:

a) La presión de vapor del líquido puro B.

b) La presión total del primer vapor producido.

c) Las fracciones molares del segundo vapor.

RESOLUCIÓN

Si se mezclan dos líquidos miscibles, como es el caso que nos ocupa, y la disolución se comporta como

ideal, le es aplicable la ley de Raoult sobre variación de la Presión de vapor:

v - i v -i i i v - iP = Pº .X donde Pv es la presión de vapor de ese componente en la fase de vapor, Pº es la presión de

ivapor de ese componente puro y X es la fracción molar de ese componente en la fase líquida.

Asimismo, dado que en la fase de vapor existen varios componentes gaseosos, le será aplicable la Ley de

Dalton de las Presiones parciales:

TOTAL A B TOTAL A BP = P + P siendo P la presión total de la mezcla gaseosa mientras que P + P son las

presiones parciales de los componentes “A” y “B” en esa fase de vapor. Esta ley de las

Apresiones parciales puede expresarse también en función de las fracciones molares (X y

B i TOTALX respectivamente de ambos componentes en la fase de vapor, de la forma P = P .

iX .

De esta manera tendremos para este caso:

Se nos indica que la disolución es equimolecular, por lo que ambas fracciones molares serán idénticas

A B X = X = 0,5.

Por tanto, por aplicación de la ley de Raoult para el componente A podremos conocer su presión de vapor, la

cual será:

v - A v -A AP = Pº .X = 387.0,5 = 193,5 mm Hg

Para determinar la presión de vapor del componente B tenemos en cuenta que se nos indica que “Se sabe

que el vapor en equilibrio con la disolución es tal, que la presión parcial del componente A es 1,5 veces mayor

que la del componente B” por lo que

v - A v -B v -B v -BP = 1,5 . P , de donde 193,5 = 1,5 . P => P = 129 mm Hg valor éste a partir del cual determinamos la

presión de vapor del componente B puro por aplicación de la Ley de Raoult:

v - B v -B B v -B v -BP = Pº .X ==> 129 = Pº .0,5 ==> Pº = 258 mm Hg

b) Para calcular la presión total del vapor producido , por aplicación de la Ley de Dalton de las Presiones parciales,

será:

TOTAL A BP = P + P = 193,5 + 129 = 322,5 mm Hg

c) Cuando pasamos ese vapor a otro recipiente, las presiones parciales de ambos vapores serán las que tenían en

v - A v -Bel primer recipiente:P = 193,5 mm Hg y Pº = 129 mm Hg y la presión total será, por tanto:

TOTALP = 193,5 + 129 = 322,5 mm Hg

por lo que su composición, expresada como fracciones molares será:


Para hacer el mismo desarrollo del problema que hemos hecho en el apartado anterior, suponemos que ese

A Bvapor se condensa todo, obteniendo una fase líquida cuya composición es X = 0,6 y X = 0,4, y dado que son

dos componentes volátiles, pasarán en parte a la fase de vapor, cumpliéndose igualmente las leyes de Raoult en

la disolución y de Dalton en la fase gaseosa.

Por tanto en la disolución podemos aplicarle la ley de Raoult:

A A A AP = Pº .X ==> P = 387.0,6 = 232,2 mm Hg, que será la presión de vapor del componente A en este segundo

recipiente

B B B BP = Pº .X ==> P = 258.0,4 = 103,2 mm Hg, que será la presión de vapor del componente B en este

segundo recipiente

La presión total en este segundo recipiente será la suma de ambas:

TOTAL A BP = P + P = 232,2 + 103,2 = 335,4 mm Hg

y por tanto las correspondientes fracciones molares de ambos vapores en este segundo recipiente son:

donde, como podemos observar, el vapor es más rico en el componente A (ha aumentado su fracción molar con

respecto al vapor del primer recipiente) ya que este componente es más volátil (su presión de vapor es mayor).


E-02 (**) - Determinar la composición de una solución supuestamente ideal de metanol-propanol que

tiene una presión de vapor de 174 mm Hg. La presión de vapor del metanol y propanol puro a 40 /C, es303 y 44,6 mm Hg respectivamente.

RESOLUCIÓN

Cuando se mezclan dos líquidos miscibles y la disolución se comporta como ideal, le es aplicable la ley de

Raoult sobre variación de la Presión de vapor:

i i i i iP = Pº .X donde P es la presión de vapor de ese componente en la fase de vapor, Pº es la presión de vapor

ide ese componente puro y X es la fracción molar de ese componente en la fase líquida.

Asimismo, dado que en la fase de vapor existen varios componentes gaseosos, le será aplicable la Ley de

Dalton de las Presiones parciales:

TOTAL A B TOTAL A BP = P + P siendo P la presión total de la mezcla gaseosa mientras que P + P son las

presiones parciales de los componentes “A” y “B” en esa fase de vapor.

Para este caso, conocemos tanto la presión total de la mezcla como las presiones de vapor de amboscomponentes. Dado que nos piden la composición en la fase líquida, la vamos a expresar en %, para lo cualhemos de suponer que tenemos 100 g de disolución, en los cuales existirán: “x” gramos de Metanol y “(100-x)” gramos de propanol. Con estas cantidades podemos calcular ya sus fracciones molares para aplicardespués, la Ley de Raoult:

3 Metanol: (CH OH; Pm = 32) : Nº de moles =>

3 2 2 Propanol: (CH -CH -CH OH; Pm = 60) : Nº de moles =>

Y el número total de moles es: Y con estos datos podemos determinar ya

las fracciones molares y las presiones de vapor de ambos componentes:

Metanol : ; Presión parcial:

Propanol : ; Presión parcial:

y de acuerdo con la Ley de Dalton, la suma de estas dos presiones parciales es igual a la presión total:

De donde deducimos

que:

18180x + 142720 - 1427,2x = 174(3200 + 28x)===> x = 34,85 g de metanol ==> 34,85%100 - x = 100 - 34,85 = 65,15 g de propanol ==> 65,15%


Grupo F: DISOLUCIONES + ESTEQUIOMETRÍA

F-01 (**)- Se dispone de una botella de un litro de disolución acuosa de ácido nítrico de composición

3 desconocida y densidad, a 20 /C, igual a 1,36 g/cm . Se toman 5 mL de la disolución de HNO y se3

diluyen en un matraz aforado hasta un litro y la disolución resultante se valora con NaOH 0,1 M.

3 a) Determine la concentración, en % en peso, de la disolución de HNO de la botella si en la valoraciónde 25 cm de la disolución diluida se gastan 15,7 cm de NaOH. 3 3

b) Determine los gramos de NaOH que hay que pesar para preparar 100 cm de disolución 0,1 M y 3

explique cómo procedería en su preparación y el material de laboratorio que utilizaría

RESOLUCIÓN

La reacción que tiene lugar entre el ác. Nítrico y el hidróxido de sodio es:

3 3 2 HNO + NaOH —> NaNO + H O en la cual vemos que reaccionan mol a mol, por tanto

en los 25 mL de la disolución diluida del ácido habrá el mismo número de moles que en los 15,7 mL de ladisolución 0,1 Molar de NaOH que se ha utilizado para valorarlos, los cuales podemos calcular utilizando la

fórmula de la Molaridad: :

- Nº moles NaOH = 0,0157.0,1 = 0,00157moles de NaOH

3y por tanto, serán también 0,00157 moles de HNO las que había en esos 25 mL valorados.

Dado que se habían cogido de un volumen total de 1 litro (que es la cantidad de disolución que se habíapreparado), el número total de moles de ác. Nítrico que había en ese litro será:

3 3- Nº moles de HNO en 1 litro de disolución diluida = = 0,0628 moles de HNO

Puesto que ese litro de la disolución diluida se preparó diluyendo 5 mL de la disolución inicial con agua,

3resultará que esas 0,0628 moles de HNO serán también las existentes en los 5 mL iniciales, por lo que parala disolución de la botella problema tenemos:

DISOLUCIÓN: Volumen: 5 mL , y su masa es: ; ; m = 6,8 gramos de disolución

3 3SOLUTO HNO = 0,0628 moles = 0,0628.63 = 3,96 gramos de Soluto HNO

Por tanto la concentración en % es: % = = = 58,2 %

B) Para preparar esa disolución de NaOH, se determina la cantidad necesaria utilizando la fórmula de la

Molaridad de una disolución: : , y son:

Gramos de NaOH = 0,4 gramos de NaOH se necesitan

Se pesaría una cantidad ligeramente superior a esos 0,4 g de NaOH sobre un vidrio de reloj, los cuales selavarían ligeramente con agua destilada para eliminarle el posible carbonato que pueda haberse formado en la

2superficie de las lentejas de NaOH debido a la reacción que siempre ocurre con el CO del aire. Se vierten enun matraz aforado de 100 mL utilizando un embudo cónico. Se le añaden unas 50 mL de agua destilada y seagita hasta la completa disolución de las lentejas de NaOH, enrasando finalmente el matraz.

El material de laboratorio necesario es: Balanza, vidrio de reloj, Frasco lavador, Embudo cónico y matrazaforado de 100 mL


Vidrio de reloj

Frasco lavador

Embudo

cónico

3 - LAS DISOLUCIONES - problemas y apuntes de quimica ...

Documents

Transcript of 3 - LAS DISOLUCIONES - problemas y apuntes de quimica ...